變電站PT、CT油位觀察窗改進方案

杜申祥 周杰 于文海 孫乾坤

摘要：本文在常規變電站所使用的電壓互感器（PT）、電流互感器簡稱（CT）由于設備長時間運行導致油位看不清造成設備存在運行隱患為由提出改進思路和方法，以便于解決上述問題。

關鍵詞：變電站

一、引言

電流互感器、電壓互感器，用于電力系統中電流、電壓、電能測量及繼電保護信號裝置的供用電設備。電流互感器和電壓互感器本身油位指示是互感器運行中不可缺少的監測保護裝置，其監測的準確性和可靠性，是互感器安全運行的重要保障，然而由于結構本身的原因，使油位指示不清晰，造成長期以來油位無法監視：一是難以確定設備的運行狀況，運行人員容易造成誤判斷;二是對設備的安全運行構成一定的運行隱患，對設備運行的可靠性產生一定的影響。在電力系統中因互感器缺陷造成的電氣事故已發生過多起，采取一些常規手段解決不了根本問題。本文僅從互感器油位 指示結構原理、和運行方面加以分析探討，探討采用新型方式改變互感器油位指示結構的辦法。

二、電壓互感器、電流互感器設備的原理

電流互感器是依據電磁感應原理將一次側大電流轉換成二次側小電流來測量的儀器。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次側繞組匝數很少，串在需要測量的電流的線路中。電流互感器原理是依據電磁感應原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經常有線路的全部電流流過，二次繞組匝數比較多，串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器在工作時，它的二次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態接近短路。

電壓互感器的作用是把高電壓按比例關系變換成100V或更低等級的標準二次電壓，供保護、計量、儀表裝置取用。同時，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應原理工作的設備，但它的電磁結構關系與電流互感器相比正好相反。

電流互感器的原線圈是用粗導線繞成，其匝數只有一匝或幾匝，因而它的阻抗極小。原線圈串接在待測電路中時，它兩端的電壓降極小。副線圈的匝數雖多，但在正常情況下，它的電動勢E2并不高，大約只有幾伏。由于I1/I2=Ki（Ki稱為變流比）所以I1=KiI2由此可見，通過負載的電流就等于副線圈所測得的電流與變流比Ki之乘積。如果電流表同一只專用的電流互感器配套使用，則這安培表的刻度就可按大電流電路中的電流值標出。電流互感器次級電流最大值，通常設計為標值5A。

三、油位觀察窗模糊老化的原因分析

目前變電站內使用的電壓互感器（PT）、電流互感器（CT）大多為充油式設備，其膨脹器外罩上設置的油位觀察窗大多為有機玻璃或其它相關材料制造。長時間經日光長久照射易老化，且在日常運行維護過程中，由于電壓互感器或電流互感器觀察窗位置較高，現有技術中作業人員通過目視來觀察油位，存在視覺差，觀察難度大，可能無法有效觀察油位的實際位置。

觀察窗長久不擦易積塵，尤其是新疆部分的風沙地區，極易造成觀察窗油位看不清。在清潔擦拭時需要停電，方可開展作業，因此有觀察窗模糊的情況下，只能等待設備有停電計劃時結合停電工作進行處理，缺陷和隱患無法及時消除。

以上原因均導致電流互感器油位讀取不準確或無法讀取，易造成對互感器狀態的誤評價，因此，提出部分解決方法流互感器的油位進行準確監測。

四、改進方案

目前變電站內使用的電壓互感器（PT）、電流互感器（CT）的油位觀察窗部分由于設備電壓等級絕緣原因，需要將設備放置在高處位置，所以考慮引進裝置將油位指示放置在人員目視觀察位置，方便人員觀測。當油位觀察窗清楚時，可將設備和觀察窗同時觀察。若觀察窗模糊，則可通過表計指示進行觀察。可通過結合汽車油量表的工作原理將互感器的油位指示器進行引出，放置在需求位置。

油量表主要由兩部分組成：測量油箱中油液位的發送器、將測量結果顯示給需要觀察的油表。

發送裝置位于油箱里。它由連接到一根細連接桿的浮標組成，浮標通常用塑料制成。連接桿的末端安裝到一個可變電阻器上。電阻器是一種用于阻止電流通過的裝置。電阻越大，通過的電流越小。

在油箱中，可變電阻器可由一個一端接地的電阻材料片組成。連接到表的可變電阻的滑臂沿電阻材料片滑動，從而將電流從油表傳導到電阻器。如果可變電阻的滑臂接近電阻片的接地端，那么電流通過的電阻材料就減小，因此電阻變小。

如果滑臂位于電阻片的另一端，那么電流通過的電阻材料就增多，因此電阻變大。當浮標接近油箱頂部時，可變電阻器上的滑臂靠近接地（負極）端，這意味電阻變大，相對較大的電流會通過發送裝置回到油表。當油箱中的液位下降時，浮標就會下沉，帶動滑臂移動，電阻增大，因此回到油表中的電流就相對減少。

油表是一個簡單的裝置。可通過二次線將對應的信號引致設備底部安裝。

從發送器流出的電流通過一個電阻器，這個電阻器可能環繞在一個雙金屬片周圍，也可能位于其附近。雙金屬片通過一個連桿與油表的指針相連。

當電阻增大時，通過加熱線圈的電流變小，因此雙金屬片會冷卻下來。隨金屬片的冷卻，金屬片會伸直，從而使油表從滿指向空。

雙金屬片是由兩種同種類的金屬壓合而成的一塊金屬片。構成金屬片的金屬隨加熱或冷卻而膨脹或收縮。每種金屬都有其特定的膨脹率。構成金屬片的這兩種金屬經過了特別的挑選，它們的膨脹率、收縮率不同的。當金屬片加熱時，由于一種金屬的膨脹度小于另一種金屬，因此金屬片會發生彎曲，并且外側是膨脹度大的金屬。這個彎曲的動作便是使指針轉動的原因。就可通過下端的表計觀察到上方的油位情況。

五、結論

此表作用一是對互感器的油位進行一個輔助的監測，二是當觀察窗模糊時。雖表計受環境溫度影響會產生一定的變化，可通過加裝遮陽板等措施減少環境溫度帶來的影響。對于可能影響設備缺陷運行的滿油位或油位明顯降低的情況能夠給予一個明顯的變化指示的觀察方案。

參考文獻

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