尚忠凱 / 西部陽(yáng)光電力開(kāi)發(fā)有限公司

淺析互感器常見(jiàn)故障及處理

尚忠凱 / 西部陽(yáng)光電力開(kāi)發(fā)有限公司

電流、電壓互感器影響著測(cè)量、監(jiān)控、自動(dòng)化、保護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行和穩(wěn)定，互感比較重要的幾個(gè)參數(shù)和特點(diǎn)應(yīng)引起重視：變比、容量、精確度、極性、接地點(diǎn)等。本文將結(jié)合威州水電廠(chǎng)的CT和PT的特點(diǎn)，重點(diǎn)研究互感器會(huì)投產(chǎn)前后會(huì)出現(xiàn)的常見(jiàn)故障及處理方法。

電流互感器；電壓互感器

引 言

水電站互感器采用了各種不同型號(hào)、不同廠(chǎng)家的設(shè)備，以滿(mǎn)足不同設(shè)備的需求，數(shù)量比較繁雜，對(duì)于管理者來(lái)說(shuō)是個(gè)難題。

1.電流互感器原理

1.1 互感器的原理

無(wú)論是電流互感器、電壓互感器，其原理都如一臺(tái)小的降壓變壓器的功能。它們的區(qū)別在于，電流互感器一次側(cè)是串聯(lián)在高壓回路中，電壓互感器一次側(cè)是并聯(lián)在高壓回路中。其二次側(cè)與儀表儀器、繼電保護(hù)裝置、變送器聯(lián)結(jié)構(gòu)成回路，從而將大電流、高壓降低小電流、電壓，為測(cè)量、控制和保護(hù)提供一個(gè)模擬量。

2.分析斷線(xiàn)對(duì)保護(hù)裝置及自動(dòng)化的影響及處理

2.1 TV斷線(xiàn)的判據(jù)

微機(jī)保護(hù)裝置有TV判據(jù)的功能其判據(jù)：

（1）正序電壓小于30V,任一相電流大于0.04IN或斷路器處于合位狀態(tài)（用斷路器位置觸點(diǎn)開(kāi)入判別）。

（2）自產(chǎn)負(fù)序電壓大于8V

滿(mǎn)足上述任一，且負(fù)序電流大于0.2Iqd.set和零序電流小于0.2Iqd.set同時(shí)三相電流都小于Iqd.set相電流啟動(dòng)值定值。延時(shí)70MS閉鎖保護(hù)，延時(shí)10S報(bào)該側(cè)母線(xiàn)TV異常，并發(fā)告警信號(hào)。

2.2 TV斷線(xiàn)閉鎖保護(hù)

2.2.1 TV斷線(xiàn)可能是一次側(cè)，也可能是二次回路斷線(xiàn)，其依據(jù)是斷線(xiàn)后三相不平衡后產(chǎn)生負(fù)序電壓，且某一相的正序電壓降低，且TA正常運(yùn)行，其值在正常范圍內(nèi)。此時(shí)微機(jī)保護(hù)裝置將自動(dòng)閉鎖保護(hù)裝置，防止其誤動(dòng)作，并發(fā)出TV斷線(xiàn)的報(bào)警信號(hào)。

2.2.2 TV二次回路斷線(xiàn)的原因很多，可能是接線(xiàn)端子松動(dòng)或接觸不良、回路斷路、熔斷器熔斷或開(kāi)關(guān)的接觸不良等造成的，TV二次回路斷線(xiàn)后，距離（或低阻抗）保護(hù)斷線(xiàn)閉鎖裝置動(dòng)作，發(fā)斷線(xiàn)、裝置閉鎖或故障信號(hào)；發(fā)二次回路開(kāi)關(guān)跳閘告警信號(hào)；電壓表指示為零，功率表指示不正常，電能表走慢或停轉(zhuǎn)等。

2.2.3 處理方法。

安全措施:若為保護(hù)二次電壓斷線(xiàn)時(shí)，立即申請(qǐng)停用受到影響的繼電保護(hù)裝置，斷開(kāi)其出口回路壓板，防止斷路器誤跳閘。如儀表回路斷線(xiàn)，應(yīng)注意對(duì)電能計(jì)量的影響。

檢查故障:檢查一次回路是燒焦的味道或痕跡。檢查二次回路，檢查保險(xiǎn)有無(wú)熔斷現(xiàn)象，用萬(wàn)用表交流電壓擋沿?cái)嗑€(xiàn)的二次回路測(cè)量電壓。

3.分析二次側(cè)未接地對(duì)裝置的影響及處理

3.1 二次側(cè)接地的意義

TV、TA二次側(cè)接地的作用是防止一次絕緣擊穿后，高壓竄入低壓危及人身和設(shè)備安全。在TA、TV的安裝和調(diào)試過(guò)程中要按認(rèn)真核對(duì)二次側(cè)的接地，確保設(shè)備的安全投運(yùn)。

3.2 TV接地

3.2.1 TV的接地分為一次側(cè)中性點(diǎn)接地、二次側(cè)線(xiàn)圈接地、互感器鐵芯接地。三種接地的作用不盡相同。

3.2.2 TV一次側(cè)中性點(diǎn)接地在三相三柱式或三相五柱式中常見(jiàn)，但對(duì)于VV形接法的互感器嚴(yán)禁將一次側(cè)中性點(diǎn)接地。

3.2.3 TV二次側(cè)要求有一個(gè)接地點(diǎn)。公用電壓互感器的二次回路只允許在控制室內(nèi)有一點(diǎn)地，為保證接地可靠，各電壓互感器的中性線(xiàn)不得接有可能斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)或熔斷。

3.2.4 TV外殼上有一個(gè)接地柱，是鐵心與外殼的接地點(diǎn)，起發(fā)全保護(hù)的作用。

3.3 TA二次側(cè)有且只有一點(diǎn)可靠接地。

TA有且只能有一點(diǎn)接地，不允許多點(diǎn)接地，它可能會(huì)使電流線(xiàn)圈短路，電流無(wú)法流入保護(hù)裝置。 根據(jù)電網(wǎng)反措十八條規(guī)定：公用電流互感器二次繞組二次回路只允許、且必須在相關(guān)保護(hù)柜屏內(nèi)一點(diǎn)接地。獨(dú)立的、與其他電壓互感器和電流互感器的二次回路沒(méi)有電氣聯(lián)系的二次回路應(yīng)在開(kāi)關(guān)場(chǎng)一點(diǎn)接地。

3.4 對(duì)裝置的影響

TA二次側(cè)接地屬于保護(hù)接地，對(duì)裝置和測(cè)量回路的影響不大。

對(duì)于三相五柱式電壓互感器而言，會(huì)對(duì)保護(hù)及測(cè)量裝置產(chǎn)生不利的影響。由于一次側(cè)未接地，二次側(cè)開(kāi)口三角形中會(huì)產(chǎn)生不平衡電壓，其保護(hù)和測(cè)量裝置的電壓會(huì)有一定的下降，使保護(hù)誤動(dòng)作。四、分析極性接反對(duì)裝置的影響及處理

4.分析極性接反對(duì)裝置的影響及處理

4.1 我國(guó)互感器通常采用減極性

4.1.1 一次電流流入互感器時(shí)，二次側(cè)電流從互感器中流出，稱(chēng)為減極性；符合這一原則特性的的一次二次端子即為同極性端，簡(jiǎn)稱(chēng)為同名端。

一次線(xiàn)圈首端為L(zhǎng)1，末端為L(zhǎng)2;二次側(cè)首端為K1，末端K2;其中，L1和K1是同名端，L2和K2是同名端；

4.1.2 電壓互感器的同名端標(biāo)志：一次線(xiàn)圈首端為A，末端為X;二次側(cè)首端為a，末端x;

其中，A和a是同名端，X和x是同名端。

4.2 互感器極性接反對(duì)裝置的影響

4.2.1 TA極性接反對(duì)保護(hù)裝置的影響。

對(duì)保護(hù)裝置而言，尤其是帶方向的過(guò)流保護(hù)、方向距離保護(hù)、功率方向保護(hù)將會(huì)誤動(dòng)。

對(duì)差動(dòng)保護(hù)而言，作為主保護(hù)，會(huì)直接跳發(fā)電機(jī)、主變壓器，造成非計(jì)劃停運(yùn)。因而在安裝與調(diào)試的過(guò)程中要認(rèn)真核對(duì)TA的極性。

4.2.2 TV極性接反對(duì)保護(hù)裝置的影響。

對(duì)于VV形接法TV接反主要引起電壓過(guò)高，從而使過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作。

對(duì)于三相三柱式TV接反會(huì)使得測(cè)量的線(xiàn)電壓降低，從而引起TA斷線(xiàn)報(bào)警。

4.2.3 對(duì)測(cè)量裝置的影響。

對(duì)測(cè)量裝置而言，互感器極性接反會(huì)引起表計(jì)的不準(zhǔn)確，電壓、電流及相位都會(huì)出現(xiàn)偏差，因此要引起重視。

5.分析飽和對(duì)裝置的影響及處理

5.1 TA飽和

5.1.1 保護(hù)TA一般要求保護(hù)用的電流互感器在通過(guò)15倍甚至是20倍額定電流的情況下，誤差不超過(guò)5%或10%，當(dāng)誤差較大時(shí)即出現(xiàn)不飽和狀態(tài)。

5.1.2 常見(jiàn)的TA飽和分為穩(wěn)態(tài)飽和與暫態(tài)飽和兩種。TA穩(wěn)態(tài)飽和產(chǎn)生的原因是一次側(cè)電流過(guò)大,引起二次電流不能正確傳變一次電流，二次電流將減少;TA暫態(tài)飽和產(chǎn)生的原因是由于發(fā)生短路故障中，其中含有大量非周期分量進(jìn)入電流互感器造成的飽和。

5.1.3 。

我廠(chǎng)在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試過(guò)程，由于選型的錯(cuò)誤或TA的型號(hào)與設(shè)計(jì)不符，很可能出現(xiàn)TA飽和的狀態(tài)，因此應(yīng)認(rèn)真核對(duì)，尤其是在調(diào)試過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。同時(shí)在運(yùn)行方式中也可以采取一些措施,從而避免TA飽和的發(fā)生:

a.10KV廠(chǎng)工作段及400V側(cè)均采用分列運(yùn)行的方式即正常情況下，一臺(tái)變壓器分別帶一個(gè)工作段，供電可靠性的降低可通過(guò)備用電源自動(dòng)投入等方式補(bǔ)救。從而可以降低短路電流。

b.適當(dāng)可以增大保護(hù)級(jí)TA的變比.

c.優(yōu)化節(jié)構(gòu)，盡量減少保護(hù)裝置與TA二次回路的長(zhǎng)度，減少其二次負(fù)載的大小，從而降低TA飽和發(fā)的機(jī)率。(因?yàn)槎巫杩乖酱?，TA 負(fù)荷越大，TA 越容易飽)

5.2 TV鐵芯飽和

5.2.1 諧振過(guò)電壓。

通俗的講，諧振過(guò)電壓是指系統(tǒng)中的電感與電容相等，從而產(chǎn)生諧振，由于諧振又引起過(guò)電壓。需要指出的是，TV鐵芯飽和是產(chǎn)生諧振的必要非充分條件，TV飽和時(shí)會(huì)使得電感值降低，當(dāng)電感降低至與系統(tǒng)電容相同時(shí)，就會(huì)引起諧振過(guò)電壓。

5.2.2 諧振過(guò)電壓產(chǎn)生的原因。

a.雷雨期間，因雷擊或風(fēng)雨造成線(xiàn)路發(fā)生弧光接地是最常遇到的“激發(fā)”因素；

b.系統(tǒng)發(fā)生單相瞬間接地時(shí)，非接地的兩相電壓會(huì)突然升高到線(xiàn)電壓，電壓互感器線(xiàn)圈出現(xiàn)的涌流會(huì)使它的激磁電感大為減少。對(duì)于勵(lì)磁性能差的電壓互感器，就可能使鐵芯改換工作點(diǎn)而進(jìn)入飽和區(qū)，如果系統(tǒng)參數(shù)適當(dāng)，就產(chǎn)生諧振；

c.在電源對(duì)只帶電壓互感器的空母線(xiàn)突然合閘，系統(tǒng)運(yùn)行方式的突變、負(fù)荷發(fā)生較大的波動(dòng)等情況下，也會(huì)激發(fā)起諧振。

6.結(jié)束語(yǔ)

我廠(chǎng)10KV及以下電壓互感器中性點(diǎn)是全絕緣的，高壓用戶(hù)站的Y接電壓互感器高壓側(cè)中性點(diǎn)宜采用不接地運(yùn)行。在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)接入太多的Y接電壓互感器會(huì)使諧振過(guò)電壓故障更易發(fā)生，解除Y接電壓互感器中性點(diǎn)接地線(xiàn)就破壞了諧振回路，使諧振不能建立。