10kV電壓互感器運行故障原因分析及改進措施

安賀松

摘要：本文主要介紹了 10kV 互感器在運行中存在的問題及對出現故障的原因進行分析，并提出了改進措施，為相關變電站設備選型提供了實踐經驗，供運行和檢修部門參考。

關鍵詞：互感器；故障原因；改進措施

1 10kV 電壓互感器運行中存在問題

在中性點不接地系統中，線路單相 接 地、短 路、斷 線、操 作過電壓等現象時有發生，這類現象發生時，會使得電壓互感器運行中產生鐵磁諧振。一旦出現鐵磁諧振，過電壓、過電 流 就會產生，過電壓、過電流會超出額定標準幾倍、幾十倍，這就很容易燒損電壓互感器。在導線對地電容較大的系統中，其暫態過程極易產生超低頻振蕩過電流，繼而引起高壓熔斷器熔斷。實踐中，工程技術人員進行了多次的實驗，采取 了 很 多 消諧的措施，主要有改變參數消除諧振產生條件、增加回路阻尼電阻抑制諧振、采用消諧 PT（又稱）等方式。實際運行中這幾種方式都取得了一定效果，以采用四 PT 措施消除鐵磁諧振最為明顯，尤其是在 10kV 電壓互感器運行中消諧效果突出。2000 年以來，隨著設備的更新改造，10kV 設備已經基本實現無油化、小型化，10kV 互感器采用環氧樹脂澆注式。但此類型電壓互感器的廣泛使用，又帶來了新的問題，當 10kV 線路單相接地運行時間較長時，系統中極易出現 10kV 電壓互感器燒損故 障，甚 至 殃 及 臨 近 的 開 關 柜，嚴 重 影 響 了 電 網 安 全 穩 定運行。

210kV 電壓互感器運行故障分析

2.1電壓互感器燒損原因分析

既然 10kV 開關柜采用四 PT 接線方式，能夠有效地抑制鐵磁諧振和超低頻振蕩電流，為什么電網中經常發生 10kV 電壓互感器燒毀故障呢？ 綜合分析存在以下幾類原因：（1）10kV 電壓互感器本身存在質量問題。由于產品設計、制造原因，導致電壓互感器澆注質量不良、熱極限輸出容量不足等。繞組匝間絕緣降低，出現匝間短路而燒壞。電壓互感器熱極限輸出容量絕大多數為 300VA，容量偏小。（2）開口三角型二次從側需短接，若沒有短接，勵磁電流中的三次諧波就不能通過，勵磁電流中基本都為正弦波，而其感應出的的一次二次電壓中有三次諧波，這些三次諧波分量會通過一次、二次接地的回路對系統電壓造成很大的影響。（3）當系統發生多次線路接地故障時，極易出現超低頻震蕩電流，此時靈虛電壓互感器將承受很大的電流，當容量不足時，極易發生燒損故障。（4）接線錯誤。規程規定，電壓互感器的二次繞組應有一點、且僅有一點永久性的、可靠地保護接地。若有兩點接地，發生故障時可能使互感器燒毀。

2.2電壓互感器受潮

電壓互感器受潮或者老化，也是致使其出現故障的主要原因，同樣也是最容易出現的故障原因。一般情況下，電壓互感器受潮完全是由于在工廠制作過程中，并沒有按照行業規定的標準和規范進行制造。因此，也就給后續的實際使用帶來了很大的困擾和麻煩，也造成電壓互感器的質量較差。此外，在安裝過程中，如果也沒有按照標準進行工作的話，也很容易造成電壓互感器受潮情況的出現。受潮故障的出現是電壓互感器密封條件不夠要求。有的就是機器在密封的時候沒有嚴密，致使密封性能不夠。還有就是在運輸過程中，機器的老化也對密封性產生了影響。當整體的密封性受到外界作用后，內部構造和零件就會很容易受潮。

2.3局部放電故障

目前，在變電站中最常見的故障就是電壓互感器的局部放電。這種故障主要來源于電壓互感器真空處理不徹底，此外，由于外界因素受潮也會使得電壓互感器的絕緣層和絕緣性能下降。如果互感器的絕緣性能下降的話，就會直接導致在高電場中，電壓互感器局部放電。當高電場放電時間較長，必然導致電壓互感器內部油分解汽化，也就會直接影響電壓互感器的性能。

3 10kV 電壓互感器運行故障解決方案

3.1檢修、運行中需要注意的事項

（1）電壓監測裝置發現電壓異常時應該引起高度的重視，當發現電壓異常時，一般應先檢查二次回路是否發現短路接地，因為當二次發生短路接地時，電壓互感器中性點發生位移，導致相電壓發生異常，其次檢查電壓互感器的末屏接地是否良好，因為當末屏接地發生異常時，分壓電容出現異常，必然導致設備電壓發生異常，最后檢查設備的本體電容是否發生異常，該種情況同樣會引起設備電壓發生異常。（2）當現場測試電壓互感器全電容 C 接近臨界值時，應該采用 CVT 測量法，分別測量主電容 C1和分壓電容 C2，否則容易引起誤判（如某 C 項電壓互感器測試時全電容初值差為 1.76%并未超標，但是采用 CVT 測量后發現主電容 C1初值差已經達到2.23%，超過標準，經過解體檢查發現該電壓互感器內部同樣存在異常，所以僅僅測試全電容 C 容易引起誤判）。（3）電壓互感器測量時，禁止采用“反接線法”進行測試數據，因為“反接線法”增加了一次對二次及地的電容，測量數據會增大，有可能誤判設備狀態。（4）在計算初值差時，禁止采用測量結果與銘牌直接比較（因為銘牌數值是額定容量，實際計算數值會與銘牌值存在輕微的差別，應將銘牌的主電容 C1和分壓電容 C2串聯后的計算值進行比價，否則也有可能誤判設備狀態）。（5）介質損耗測試儀對電壓互感器小容量被試品檢測時非常靈敏，所以當電壓互感器在試驗中發現電容量異常時應該引起足夠高的重視，盡快停運設備（因為電容量異常時一般表示設備已經達到“警示值”狀態，即說明設備已經存在缺陷，如果不盡快處理，有可能在短時間內向嚴重故障發展，如果該缺陷再持續發展有可能引起電壓互感器內部短路爆炸的風險）。

3.2重視絕緣問題

減少互感器絕緣問題，最重要的措施就是做好日常維護和預防工作。在互感器運行的時候，工作人員務必做好記錄工作，尤其是電壓互感器中的電壓數值的變化，便于以后用作分析和研究的對象。也能在很大程度上幫助排出故障的發生。當然，最重要的就是在工作人員實際操作的時候，需要設置好電壓保護裝置，當裝置報警時，工作人員可以及時發現問題，并立刻進行處理，避免問題的擴大，也避免給設備帶來不必要的損失和損毀。

3.3改變電壓互感器安裝方式

由于電壓互感器熱極限輸出容量的提高，導致互感器的體積有一定的增加，因此將電壓互感器安裝在電壓互感器柜的下倉中，而不能安裝在手車上。

3.4互感器接地不良的處理

在互感器運行中，工作人員要加強監測工作的完成。以此來保證互感器的各個接口正常，尤其是電容末端與地面接觸。確保接口正常，保障其正常使用過程。相關維修人員還應該具備完善的專業技能和知識儲備，能夠把控好所有電壓互感器的問題處理方法，避免問題的出現給后續造成的一系列損失。即使在設備正常運行中，工作人員也需要進行嚴謹檢查工作，避免一切隱患。

結束語

綜上所述，電壓互感器在人們實際生活和應用充當著重要角色。因此，電力行業更應該加強對其的重視程度。電壓互感器對于整個變電站的整體運行起著重要的作用。但是，實際生活中，電壓互感器還是存在著一些問題和故障，只有合理有效解決好這些問題和故障，才能在最大程度上減少損失，并促進電力行業的發展和進步。

參考文獻

[1]丘書通.亭子口10kV電磁式電壓互感器燒損事故案例綜述[J].四川水利，2017，38（06）：27-30.

[2]王兆軍，白妮，張健，李彬彬.互感器常用電氣參數簡介[J].電氣時代，2017（12）：81-84.

（作者單位：天津南環鐵路電務有限責任公司）