電壓互感器常見故障及運(yùn)維重點(diǎn)淺析

1、電壓互感器常見故障及運(yùn)維重點(diǎn)淺析（超高壓輸電公司柳州局 廣西柳州545006）摘要：通過分析不同類型的電壓互感器的常見故障，為類似事件的分析提供 了思路，指出了電壓互感器的運(yùn)維重點(diǎn)和相應(yīng)措施。關(guān)鍵詞：電壓互感器；常見故障；運(yùn)維重點(diǎn)1引言電壓互感器（potential transformer簡(jiǎn)稱pt）又稱為儀用變壓器，主要有電 磁式和電容分壓式兩種。我局主要管轄設(shè)備的電壓等級(jí)在220kv及以上，采用的 是電容式電壓互感器，另有少量低壓設(shè)備采用電磁式電壓互感器。電容式電壓互 感器（capacytor voltage transformer,簡(jiǎn)稱cvt）實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電容分壓器，經(jīng) 電容器分壓后通過中

2、間變壓器將中間電壓變?yōu)槎坞妷?。電壓互感器的常見故?有：電容器擊穿（電容式）、磁密嚴(yán)重飽和爆炸（電磁式）、二次側(cè)短路、漏油等。 木文根據(jù)筆者多年來的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電壓互感器的常見故障進(jìn)行分析，指出了日 常運(yùn)維的重點(diǎn)并提出了相應(yīng)的措施供大家借鑒。2電壓互感器常見故障分析2.1 cvt電容器擊穿導(dǎo)致電壓異常2014年11月28日，某500kv變電站運(yùn)行值班員在某500kv線路啟動(dòng)過程 中發(fā)現(xiàn)該線路cvt出現(xiàn)了異常情況：監(jiān)控系統(tǒng)顯示線路遙測(cè)量a相電壓300kv, b、c相315kvo三相電壓出現(xiàn)不平衡,a相電壓比b、c相低15kvo運(yùn)行人員當(dāng) 即中請(qǐng)停電，相關(guān)檢修人員進(jìn)站檢查處理。經(jīng)返廠檢查發(fā)現(xiàn)，a

3、相cvt的c2電 容器存在擊穿現(xiàn)象。該電容器出廠電容為17.09nf,返廠電容為18.03nf,有兩個(gè) 元件被擊穿，如圖1所示。電容式電壓互感器的原理圖如圖2所示。cll. c12. c13組合構(gòu)成了高壓臂 電容器，其中cll> c12分別位于第一、二節(jié)套管中，c13和低壓臂電容c2位于 第三節(jié)套管中。由圖可知，cl、c2起著分壓作用，將高電壓轉(zhuǎn)化為較低的電壓 后再由電磁單元轉(zhuǎn)換為二次側(cè)電壓。由電容分壓原理可知ua’二。因此，電容器被擊穿將影響分壓，進(jìn)而使二次側(cè)電壓出現(xiàn)異常。當(dāng)c1電容 器元件被擊穿時(shí)，其電容值變大，導(dǎo)致c2分壓升高，則二次側(cè)釆樣也相應(yīng)偏高； 反之，當(dāng)

4、c2電容器元件被擊穿吋，其電容值變大，導(dǎo)致c2分壓降低，則二次側(cè) 采樣相應(yīng)偏低。圖1被擊穿的電容圖2cvt原理圖2.2cvt二次側(cè)短路導(dǎo)致電磁單元發(fā)熱2016年7月3日，某500rv變電站值班員在一次特巡中對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)溫時(shí) 發(fā)現(xiàn)某220rv線路cvt發(fā)熱嚴(yán)重：該線路cvt a相本體底箱紅外測(cè)溫達(dá)61度， 其他間隔cvt溫度基本在28度左右。同u寸監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)該線路cvt電壓采樣為 19.2rv,但是正常應(yīng)為134kvo停電后經(jīng)一次班試驗(yàn)檢查，結(jié)果滿足規(guī)程要求， 未發(fā)現(xiàn)電容器擊穿。二次班則發(fā)現(xiàn)cvt端子箱內(nèi)有燒焦痕跡，下方接線管有施工 的痕跡，由端子箱至cvt本體接線盒的電纜有擊穿燒糊的跡象，如圖

5、3所示。由式?可知，二次側(cè)短路吋，急劇增大，一次側(cè)電流相應(yīng)增大，使cvt內(nèi)的 電磁單元熱量迅速累積，另一方面也將導(dǎo)致cvt嚴(yán)重磁飽和，造成中間變壓器過 熱，從而油箱溫度升高。此外，由于短路點(diǎn)是位于空氣開關(guān)之前，雖然短路電流 很大，空氣開關(guān)也無法跳閘，失去了其保護(hù)作用，導(dǎo)致cvt內(nèi)的熱量不斷累積, 溫度不斷升高。2.3電磁式電壓互感器磁密過高致爆炸2015年10月17 h,某500kv變電站svc控制保護(hù)栢a、b套pcs-9580保 護(hù)動(dòng)作跳閘，#6換流變220kv側(cè)2006斷路器35kv側(cè)306斷路器跳閘。經(jīng)檢查 為205kv側(cè)bc相間pt爆炸，造成相間短路，換流變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘。炸裂 的p

6、t及其碎片如圖4所示。圖4炸裂的pt及其碎片pt故障前，站內(nèi)正在進(jìn)行融冰換流變的空載運(yùn)行操作，#5、#6換流變已操 作至空載運(yùn)行狀況，換流變已帶電運(yùn)行，中壓35kv側(cè)開關(guān)已合上。約270s后, pt發(fā)生爆炸。故障發(fā)展期間的電壓電流波形如圖5所示。圖5故障發(fā)展期間的波形圖由圖可知，在pt爆炸前的故障發(fā)展期間ubc出現(xiàn)明顯的跌落，諧波含量顯 著變大，3次諧波含量達(dá)到了 12.88%,如圖5所示。說明內(nèi)部絕緣出現(xiàn)了降低, 此吋即已發(fā)熱，故障正在發(fā)展中。而當(dāng)跳閘吋刻，uab、uca也大大降低，諧波 含量急劇增加，說明出現(xiàn)了同樣的問題，為家族性缺陷。只是由于bc相間pt 短路爆炸，保護(hù)跳閘才使ab、ca

7、相間pt的故障沒有進(jìn)一步發(fā)展，但內(nèi)部已經(jīng) 存在壞損，因此一并換掉。實(shí)際上，常規(guī)pt的磁密裕度-般為7500高斯及以上，但是由于融冰狀態(tài)下 20.5kv電壓畸變導(dǎo)致電壓瞬吋值偏高引起pt實(shí)際運(yùn)行的磁密更高，過高的磁密 引起鐵芯飽和發(fā)熱，導(dǎo)致絕緣老化損傷。鑒于該融冰裝置換流變20.5kv側(cè)pt的 特殊性，pt原生產(chǎn)廠家通過增加pt鐵芯截面、匝數(shù)和容量，使其設(shè)計(jì)磁密降為 6400高斯，從而減少因鐵芯飽和引起的發(fā)熱缺陷，保證設(shè)備運(yùn)行安全。更換后 的pt運(yùn)行良好。3電壓互感器運(yùn)維重點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施通過以上對(duì)常見故障的分析，可以知道電壓互感器的運(yùn)維重點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施主 要有：(1) 電容器被擊穿是常見故障，曾多次

8、發(fā)生。電容器被擊穿雖然從一次本 體表象無法觀察，但是根據(jù)二次電壓偏高或偏低能做出判斷。因此，運(yùn)維人員應(yīng) 做好監(jiān)盤、巡視工作，對(duì)二次電壓有異常的應(yīng)及時(shí)分析、反饋、處理，結(jié)合紅外 測(cè)溫進(jìn)行綜合判斷，不能無動(dòng)于衷或者將二次電壓異常歸因?yàn)橄到y(tǒng)擾動(dòng)；(2) 二次側(cè)短路屬于人為事件，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的把控，做好風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控， 明確風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，嚴(yán)格執(zhí)行安全措施。加強(qiáng)對(duì)施工人員的安全教育，杜絕此類事件再 次發(fā)生；(3) 磁密飽和導(dǎo)致爆炸是由于融冰裝置要求特殊，廠家設(shè)計(jì)有缺陷導(dǎo)致的。 應(yīng)當(dāng)在選型時(shí)加以甄別、篩選，發(fā)現(xiàn)問題后對(duì)存在相同問題的電磁式電壓互感器 進(jìn)行更換，使用合格的、滿足現(xiàn)場(chǎng)要求的互感器；(4) 油浸式電壓互感器另一常見故障是漏油，運(yùn)維人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)巡視工作， 認(rèn)真進(jìn)行紅外測(cè)溫，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并處理，避免發(fā)展成嚴(yán)重故障。同時(shí)應(yīng)結(jié)合停 電檢修機(jī)會(huì)，對(duì)同批次、同型號(hào)的設(shè)備進(jìn)行更換。4結(jié)語(yǔ)通過分析不同類型的電壓互感器的常見故障，為類似事件的分析提供了思路, 指出了電壓互感器的運(yùn)維重點(diǎn)和相應(yīng)措施。電壓互感器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備, 其能否穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)相關(guān)一、二次系統(tǒng)有很大影響。因此，應(yīng)當(dāng)重視電壓互感器的 運(yùn)維工作，加強(qiáng)巡視和分析力度，確保設(shè)備和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。參考文