母線電壓互感器及其故障處理淺析

時海全

摘 要：母線電壓互感器連接在母線上，當發生故障時，對母線及系統安全運行影響比較大。通過本論文著重從電壓互感器的工作原理、常見故障，結合工作實際，對電壓互感器常見故障進行分析，闡述電壓互感器異常對電網運行的影響，提出實際工作中應對措施及處理方法。

關鍵詞：母線、電壓互感器;故障;應對措施

引言

電壓互感器（TV、PT）是一種特殊變壓器，一次繞組多，二次繞組少，將高電壓按一定比例變換成100V或更低的標準二次電壓，使高壓與低壓有效隔離，保證了工作人員及二次設備安全。廣泛應用于供計量、保護、自動裝置用電壓，其能否正常、持續工作，直接關系到系統一、二次設備的安全穩定運行。2020年4月19日，四川石化公司發生一起總降變35kV 某單元母線PT柜短路崩燒，導致此單元母線失電，引起系統電壓波動，導致煉化裝置機泵跳閘，造成4套煉化裝置停工。從此次事故學習中受到深刻啟示，當電壓互感器發生短路故障時，將對系統運行造成嚴重后果。作為電網運行的指揮者，結合我公司電網結構，要想做到準確、迅速地判斷、處理電壓互感器故障，從調度工作角度實際出發，需對電壓互感器的故障特性、處理原則有所了解。以下就電壓互感器的工作原理及常見故障做淺析總結和分析。

1、電壓互感器的工作原理：電壓互感器實際上是一個帶鐵芯的變壓器。它是由一、二次繞組、鐵芯和絕緣材料組成。當在一次繞組上施加一個電壓U1時，在鐵芯中就產生一個磁通，根據電磁感應定律，則在二次繞組中就產生一個二次電壓U2.改變一次或二次繞組的匝數，可以產生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同電壓比的電壓互感器。

2、電壓互感器的常見故障及分析：

2.1電壓互感器回路斷線及處理：當運行中的電壓互感器回路斷線，有如下現象顯示：“電壓回路斷線”光字牌亮、警鈴響;電壓表指示為零或三相電壓不一致，有功功率表指示失常，電壓表停轉;低電壓繼電器動作;可能有瞬間接地信號發出（高壓熔斷器熔斷時）;絕緣監視電壓表較正常值偏低，正常相電壓表指示正常。

在電力調度所自動化信息窗出現上述相關信息時及接到現場運行人員匯報后，調度員應能根據上述現象做出初步判斷后：立刻通知運行人員去現場確認、檢查。電壓互感器回路斷線的處理方法：1、停用所帶的繼電保護與自動裝置（距離保護、接地保護等），以防止誤動。2、如因二次回路故障，使儀表指示不正確時，可根據其他儀表指示，監視設備的運行，且不可改變設備的運行方式，以免發生誤操作。3、檢查高、低熔斷器是否熔斷。若高壓熔斷器熔斷，應查明原因予以更換，若低壓熔斷器熔斷，應立即更換，更換熔絲后若再次熔斷，應查明原因，嚴禁將熔絲容量加大。4、檢查二次電壓回路的接點有無松動、有無斷線現象，切換回路有無接觸不良，二次側自動空氣開關是否脫扣。可試送一次，試送不成功再處理。

2.2電壓互感器本體故障的處理：運行中的電壓互感器有下列故障現象之一者，應立即停用：1、高壓熔斷器連續熔斷2～3次;2內部有放電聲或其他噪聲;3、電壓互感器冒煙或有焦臭味;4、繞組或引線與外殼間有火花放電;5、運行溫度過高;6、電壓互感器漏油。

在停用電壓互感器時，若電壓互感器內部有異常響聲、冒煙、跑油等故障，且高壓熔斷器又未熔斷，則應該用斷路器將故障的電壓互感器切斷，禁止使用隔離開關或取下熔斷器的方法停用故障的電壓互感器。

結合我公司二電廠35kV系統接線結構，當發生上述故障現象時的處理原則：二電廠35kV系統采用單母線分段接線方式，母聯斷路器并列運行，電壓互感器采用手車柜式連接方式，中性點采用經消弧線圈小電流接地方式。當某段母線電壓互感器發生內部有異常響聲、冒煙、跑油等故障，且高壓熔斷器又未熔斷時，調度員正確判斷電壓互感器內部發生故障，由于電壓互感器的連接方式為手車柜式，拉合PT柜手車相當于拉合隔離開關，發生上述故障嚴禁用隔離開關進行操作。應立即通知運行人員嚴禁對PT手車進行操作，以免PT發生短路故障引起著火爆炸事故，造成人身傷害事故。立即斷開35kV母聯斷路器，使兩段母線分裂運行，避免故障PT發生短路對非故障段母線造成嚴重影響。立即通知下級變電站將上級故障PT段母線所帶負荷倒至非故障段運行。若現場故障冒煙、著火較嚴重時，應果斷拉掉故障PT段母線各路有源電源，使母線停電，PT故障進行有效隔離，將故障PT手車拉出柜外，維修人員進行故障分析、查找。同時，恢復停用母線供電及其母線出線供電，恢復下游變電站正常運行方式。

2.3在中性點不接地系統中（我公司35kV、10kV、6kV系統均是不接地系統），當發生單相接地故障時，由于間歇性電弧接地引起的過電壓有可能造成互感器高壓熔絲熔斷或互感器本體絕緣薄弱處擊穿引發接地故障相同時接地或短路跳閘，此時，無論互感器發生何種故障，電力調度員應立即通知現場運行人員，嚴禁進行互感器拉至柜外操作，因為發生接地故障時，嚴禁用隔離手車（互感器為手車式，相當于隔離開關）拉開接地容流。現場運行人員嚴禁靠近互感器柜，以免發生短路爆炸事故，危機人身安全。如果因接地故障導致互感器斷線，待接地故障處理完后，再進行互感器斷線處理;如果因接地故障導致互感器本體嚴重故障，處理原則按2.2中的方法進行處理。

防范措施：

迅速、準確的處理電壓互感器故障非常重要，面對電網各類故障引起電壓互感器故障或電壓互感器本身存在故障問題，從設備角度和電力調度運行角度出發，日常工作中采取以下措施：

3.1選擇性能較好、質量可靠的電壓互感器。

3.2加強設備檢修、設備管理，將故障遏制在萌芽狀態。

3.3日常工作中，調度員加強電網運行監視，及時發現各類異常信息，果斷進行處理。

3.4優化電網結構和運行方式，確保在電壓互感器發生故障時，影響面積縮小。

結束語

電壓互感器是連接在一次與二次電氣回路之間的重要設備，其發生故障時，靠近母線端，對電網運行影響很大。掌握電壓互感器的相關原理及各種故障現象，不斷總結運行經驗及故障處理方法，對調度員來說具有很強的現實意義。