何東皓 劉桂芳

(國(guó)網(wǎng)浙江義烏市供電公司，浙江 金華 322000)

110 kV變電站電壓互感器故障原因分析

何東皓 劉桂芳

(國(guó)網(wǎng)浙江義烏市供電公司，浙江 金華 322000)

對(duì)110 kV變電站電壓互感器的故障原因進(jìn)行了分析，并提出了相關(guān)的改進(jìn)措施，以確保變電站各項(xiàng)工作順利進(jìn)行，保證社會(huì)生活的健康、有序。

變電站；電壓互感器；故障；改進(jìn)措施

0 引言

目前，在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，絕大多數(shù)故障都是由整體、局部的過(guò)熱或溫度分布不均引起的。為了有效預(yù)防電力設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)溫度過(guò)高，變電站紛紛采用了紅外測(cè)溫的檢驗(yàn)方法，通過(guò)對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)，及時(shí)有效地監(jiān)控設(shè)備溫度，有效避免了由于設(shè)備故障造成的經(jīng)濟(jì)損失。電壓互感器主要是由電容分壓器和電壓電磁單元構(gòu)成，由于受工藝水平、通過(guò)電壓、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和原材料選取等因素的影響，在變電站的使用過(guò)程中，電壓互感器會(huì)出現(xiàn)各種類(lèi)型的故障，導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)無(wú)法安全可靠運(yùn)行。因此，當(dāng)前有必要對(duì)110 kV變電站電壓互感器的故障原因進(jìn)行分析。

1 110 kV變電站電壓互感器故障的發(fā)現(xiàn)

在人們的日常生產(chǎn)生活中，110 kV變電站扮演著重要的角色，其電壓互感器的運(yùn)行是否正常，對(duì)于變電站的工作效率會(huì)有直接的影響。電壓互感器在長(zhǎng)時(shí)間的超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，會(huì)內(nèi)部溫度過(guò)高，二次輸出電壓將會(huì)出現(xiàn)異常，從而對(duì)整個(gè)變電站的正常運(yùn)行造成影響。針對(duì)這種情況，若不及時(shí)予以檢測(cè)維修，一般會(huì)導(dǎo)致變電站異常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?duì)變電站工作人員的生命安全構(gòu)成威脅。依據(jù)變電站的常見(jiàn)故障分析經(jīng)驗(yàn)可知，使用電壓互感器時(shí)，若電壓互感器的同類(lèi)溫差超過(guò)0.5 ℃，就說(shuō)明其局部或整體過(guò)熱，應(yīng)及時(shí)停運(yùn)，并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)修復(fù)。而電容式電壓互感器(CVT)的出現(xiàn)有效解決了這個(gè)難題，其由于價(jià)格低廉、性能較好和使用壽命較長(zhǎng)，目前已普遍運(yùn)用于變電站中，頗受人們的青睞。電容式電壓互感器除了具有普通電磁式電壓互感器的功能外，還綜合了電容器的諸多優(yōu)點(diǎn)，其運(yùn)用在變電站中可確保其本身溫度長(zhǎng)期處于正常狀態(tài)，不至于因局部或整體過(guò)熱而出現(xiàn)故障。雖然電容式電壓互感器在110 kV變電站中是最常見(jiàn)的電力設(shè)備，但受其自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料和工藝水平的影響，在具體使用過(guò)程中，其若導(dǎo)致其他設(shè)備發(fā)生故障，也會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。

紅外熱成像技術(shù)主要是通過(guò)非接觸方式來(lái)檢測(cè)設(shè)備溫升，診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，它具有使用安全、操作簡(jiǎn)便、時(shí)效性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，相比同類(lèi)傳統(tǒng)預(yù)防性試驗(yàn)，其可使停電時(shí)間大為減短，并可通過(guò)熱成像分布準(zhǔn)確判斷電壓互感器內(nèi)部存在故障的具體位置，以消除安全隱患，因而，紅外熱成像技術(shù)在電壓互感器的維護(hù)中被廣泛運(yùn)用。2012年，在對(duì)某110 kV變電站進(jìn)行年度紅外測(cè)溫時(shí)，測(cè)出TV的A相最高溫度是39.9 ℃，B相最高溫度是37.8 ℃，C相最高溫度是37.4 ℃，其中A相和C相的溫差高達(dá)2.5 ℃，接下來(lái)檢測(cè)出TV二次輸出電壓出現(xiàn)異常。根據(jù)相關(guān)溫度標(biāo)準(zhǔn)，電壓互感器的三相溫差應(yīng)嚴(yán)格控制在1.5 ℃以?xún)?nèi)，同類(lèi)溫差應(yīng)在0.5 ℃以?xún)?nèi)。觀察紅外熱成像儀拍攝到TV三相照片可發(fā)現(xiàn)，該TV下半部分的溫升已超過(guò)1.5 ℃，屬重大缺陷，根據(jù)紅外熱成像圖譜初步分析，是TV內(nèi)部損耗過(guò)度引起的。

2 110 kV變電站電壓互感器故障分析

2.1 電壓互感器結(jié)構(gòu)原理

圖1 CVT結(jié)構(gòu)原理圖

2.2 故障原因

2.3 解體檢查及故障處理

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)情況分析判斷，認(rèn)為故障原因是氧化鋅避雷器擊穿導(dǎo)通，這就需要電力系統(tǒng)的工作人員結(jié)合CVT的實(shí)際運(yùn)行狀況，對(duì)底座油箱的每個(gè)單元進(jìn)行細(xì)致的解體檢查，分別測(cè)量電磁單元和氧化鋅避雷器的絕緣電阻及CVT一次繞組的直流電阻，進(jìn)而確保氧化鋅避雷器的正確運(yùn)行。檢測(cè)結(jié)果是一次繞組直流電阻正常，但氧化鋅避雷器的絕緣電阻卻低于10 MΩ；隨后將其與電磁單元斷開(kāi)，再對(duì)電磁單元進(jìn)行變比測(cè)試，結(jié)果顯示正常。檢測(cè)結(jié)果證明了判斷是正確的。

3 改進(jìn)措施

(1) 因?yàn)镃VT存在連接性強(qiáng)的特點(diǎn)，如果將瓷套內(nèi)的電磁單元一次端進(jìn)行拆解，很難在預(yù)防性試驗(yàn)和故障分析時(shí)對(duì)電磁單元的絕緣特性進(jìn)行檢測(cè)分析，會(huì)增加變電站日常維護(hù)的工作量。所以，可建議廠家改進(jìn)工藝水平，用一根小管把一次端從瓷套內(nèi)引出。同時(shí)，嚴(yán)格按照生產(chǎn)廠家提供的測(cè)試電容量和電磁單元的絕緣介質(zhì)對(duì)電容分壓器進(jìn)行安裝維護(hù)，避免一些常規(guī)性錯(cuò)誤的發(fā)生。

(2) 因?yàn)镃VT是安裝在母線(xiàn)及線(xiàn)路上的，所以停電檢修較為困難，并且檢修時(shí)間較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了變電站的正常運(yùn)行。因此，建議制造廠提高油箱電磁單元電氣部分和底端瓷套連接部分的絕緣強(qiáng)度，嚴(yán)把工藝設(shè)計(jì)關(guān)，確保適當(dāng)?shù)倪B接線(xiàn)對(duì)地和器件之間的距離，嚴(yán)控出廠試驗(yàn)，保證各部件的質(zhì)量，這樣才能有效預(yù)防電磁單元故障的發(fā)生。

(3) 加強(qiáng)變電站工作人員使用、維護(hù)新設(shè)備的培訓(xùn)，如認(rèn)識(shí)電壓互感器鐵磁諧振現(xiàn)象。若斷開(kāi)斷路器后母線(xiàn)電壓依舊較高，電壓互感器有異音發(fā)出，那么這種現(xiàn)象就是電壓互感器鐵磁諧振，它會(huì)引起電壓互感器磁超量和線(xiàn)圈過(guò)熱等問(wèn)題，如果能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并加以解決，就可防止電壓互感器被損壞。一般采取的解決方法為：迅速斷開(kāi)其中一組電壓互感器的刀閘或者斷路器的前、后2個(gè)刀閘。消除電壓互感器的諧振后，需全面而細(xì)致地對(duì)電壓互感器實(shí)施檢查，預(yù)防電壓互感器在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題。為防止空母線(xiàn)的電壓互感器出現(xiàn)鐵磁諧振問(wèn)題，可對(duì)其運(yùn)行、操作方式進(jìn)行改良。

(4) 鑒于當(dāng)前供電公司已經(jīng)多次出現(xiàn)因避雷器損壞造成的CVT故障，導(dǎo)致變電站不能正常運(yùn)行。所以，CVT的制造廠家應(yīng)嚴(yán)格遵守國(guó)家電網(wǎng)公司的相關(guān)規(guī)定，合規(guī)生產(chǎn)CVT，避免CVT再次因避雷器損壞。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及電力行業(yè)的日益興盛，作為電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)的電力設(shè)備，電壓互感器在110 kV變電站中發(fā)揮著極其重要的作用。在對(duì)電壓互感器中存在的故障進(jìn)行分析時(shí)，需要工作人員結(jié)合設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，認(rèn)真進(jìn)行檢測(cè)，并依據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)電壓互感器進(jìn)行細(xì)致的分析，究其存在問(wèn)題的原因采取行之有效的措施，以確保電壓互感器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證變電站有條不紊地運(yùn)行，為社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的順利發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的后盾。

[1]邢磊，徐凌，胡會(huì)永.新鄉(xiāng)新亞紙業(yè)集團(tuán)110 kV變電站工程敞開(kāi)式高壓組合電器(COMPASS)的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2009(23)

2014-06-24

何東皓(1984—)，男，浙江諸暨人，助理工程師，研究方向：變電運(yùn)檢。