摘要：電力系統(tǒng)是現(xiàn)代工業(yè)與人民生活中不可缺少的能源基礎(chǔ)工程，是現(xiàn)代社會發(fā)展中不可缺少的物質(zhì)保障。變電站是電力網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點，在確保電力網(wǎng)絡(luò)安全可靠運行中起著重要作用。電壓互感器是變電站設(shè)備中的重要組成部分，電壓互感器故障可能為電網(wǎng)運行帶來極大的不良影響。本文分析了電壓式互感器的穩(wěn)定性，同時在故障發(fā)現(xiàn)、判定與處理等放賣弄對110 kV變電站中電壓互感器出現(xiàn)的故障進行探討。

關(guān)鍵詞：110 kV；變電站；電壓互感器；故障；原因；對策

中圖分類號：TM451.2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-00-01

電壓互感器（TV）是將電力系統(tǒng)的高電壓變換成標(biāo)準(zhǔn)的低壓裝置，以便用于測量儀表反映高壓量值的變化情況，與繼電保護裝置配合時可對電力系統(tǒng)進行保護。由于電壓互感器的二次側(cè)的電壓均為100 V，簡化了制造工藝并降低了生產(chǎn)成本。因此，電壓互感器在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。

1 電壓式互感器的穩(wěn)定性

對于電磁式電壓互感器，從結(jié)構(gòu)上的特點它是一種小容量、高電壓比的降壓變壓器，其基本工作原理與變壓器無區(qū)別，它的一次繞組應(yīng)與線路并聯(lián)，一次繞組的額定電壓與線路電壓相一致。電壓互感器由于其工作性質(zhì)不同，它與變壓器是有所不同的，它主要用于測量和保護，不能輸送電能。1l0 kV電壓互感器，一次側(cè)一般不裝熔斷器：因為這一類互感器采用單相串級式，絕緣強度高，發(fā)生事故的可能性比較?。挥忠?l0 kV及以上系統(tǒng)，中性點一般采用直接接地，接地故障時，瞬時即跳閘，不會過電壓運行；同時，在這樣的電壓級電網(wǎng)中，熔斷器的斷流容量亦很難滿足要求。在電壓互感器的二次側(cè)裝設(shè)熔斷器或自動空氣開關(guān)，當(dāng)電壓互感器的二次側(cè)及回路發(fā)生故障時，使之能快速熔斷或切斷，以保證電壓互感器不遭受損壞及不造成保護誤動。熔斷器的額定電流應(yīng)大于負荷電流的1.5倍。運行中不得造成二次側(cè)短路。

2 故障發(fā)現(xiàn)與分析

（1）故障發(fā)現(xiàn)。電力系統(tǒng)中電壓互感器的維護與檢測中的常用無損檢測方法為紅外測溫檢測法。紅外線熱成像技術(shù)能夠在不接觸設(shè)備的基礎(chǔ)上測定設(shè)備的溫度升高，對設(shè)備運行狀況進行診斷判定，相比傳統(tǒng)的檢測方式更安全、更簡便，還能實時檢測，同時還可以通過熱成像分對設(shè)備內(nèi)部缺陷的具體位置進行檢測判定。2012年我單位在對110 kV變電站進行紅外檢測中，發(fā)現(xiàn)TV的A相最高溫度為39.8 ℃，B相最高溫度為37.9 ℃，C相最高溫度為37.4 ℃。A相溫度相比C相高出2.4 ℃，同時還檢測出TV存在二次電壓異常。根據(jù)規(guī)定，電壓互感器局部或整體的溫度最大正常升高為1.5 ℃，同類溫差最大為0.5 ℃。本次檢測部分溫度升高超過規(guī)定范圍，故障缺陷較為嚴(yán)重，根據(jù)紅外線熱成像圖譜分析原因為內(nèi)部損耗異常。

（2）互感器結(jié)構(gòu)原理。改電容式電壓互感器的型號為TYD110/3-0.002H，原理圖如圖1所示。電壓互感器包括了兩部分，分別是有瓷套外殼的電容分壓器與電磁單元。圖中，T為電磁單元變壓器，F(xiàn)為氧化鋅避雷裝置。C1和C2安裝在瓷套內(nèi)部，C1電容量為29990pF，C2電容量為63450pF，C1與C2串聯(lián)后的電容量合成為20386.73pF（標(biāo)準(zhǔn)值為20400pF，允許誤差為0.13%），油箱內(nèi)部電磁單元的變壓器一次段A‘在瓷套內(nèi)部，處于C1與C2中間，3個二次繞線組的接線端子a1、n1、a2、n2、da、dn均由接引盒導(dǎo)出，X段在出線盒中接地。

（3）故障分析。通過對電壓互感器的原理進行分析，能夠得出油箱內(nèi)電磁單元與電容器C2在正常的工作狀態(tài)時的額定電壓為20 kV，而TYD110/3-0.002H電壓互感器分擔(dān)的正常電壓為190.5 kV。如果電磁單元存在對地面的短路無法分擔(dān)20 kV的電力，二次輸出將無電壓輸出，這樣的情況下設(shè)備整相的承壓能力所受影響不大；如果分壓電容器存在故障問題，分擔(dān)承受的電壓較低，則其他部分所承受的電壓會升高，直接導(dǎo)致設(shè)備整體運行出現(xiàn)問題，存在二次電壓的輸出，但輸出值會出現(xiàn)異常，設(shè)備會出現(xiàn)異常噪音甚至直接損壞。如果電磁單元變壓此的一次段存在斷路問題，電壓無法正常接收，設(shè)備功能不存在，二次電壓輸出消失；如果分壓電容器C2的電容增加，輸出的二次電壓值會降低。

因此，由于能夠確定TYD110/3-0.002H電壓互感器能夠承受系統(tǒng)正常工作的電壓負擔(dān)，根據(jù)電壓互感器的結(jié)構(gòu)特點進行分析，能夠判斷分壓電容器不存在異常。根據(jù)現(xiàn)有情況推斷，可能出現(xiàn)的故障原因包括：①電磁單元變壓器中存在一次引線斷路問題或者異常接地。②電壓互感器中與電磁單元變壓器并聯(lián)的避雷設(shè)備由于雷擊而發(fā)生擊穿導(dǎo)通。③油箱內(nèi)部電磁單元損壞或者進水受潮等故障。將電壓互感器設(shè)備解體檢查，同時進行電氣試驗對故障原因進行排查與分析。

（4）故障確定與處理。根據(jù)電氣試驗的結(jié)果與設(shè)備的實際情況進行整體分析，初步認定故障發(fā)生的原因為可能原因中的避雷設(shè)備擊穿導(dǎo)通。將TYD110/3-0.002H電壓互感器與底座油箱解體后進行檢查，對電磁單元變壓器與避雷設(shè)備的絕緣電阻以及變壓器的一次繞組中的直流電阻進行測量。結(jié)果為變壓器一次繞組直流電阻值正常，而避雷設(shè)備的絕緣電阻低于10 MΩ。將避雷設(shè)備與電磁單元變壓器分離，對電磁單元變壓器進行變壓比測試，結(jié)果正常，能夠確定初步判定的結(jié)果避雷設(shè)備擊穿導(dǎo)通屬實。

3 結(jié)語

在變電站電壓互感器故障排查與維護中，應(yīng)當(dāng)將電磁單元部分的一次連接點引出，能夠在故障分析與預(yù)防性試驗中直接檢測電磁單元的工作狀態(tài)，或者直接提供提供參數(shù)進行測量，同時在產(chǎn)品制造與出廠中嚴(yán)格把關(guān)，避免缺陷的發(fā)生。而工作狀態(tài)中的電磁電壓互感器，由于停電和拆卸困難，應(yīng)當(dāng)建議加強瓷套與電磁單元絕緣強度，提高制造與設(shè)計的工藝要求。

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