探討電力系統(tǒng)電壓互感器故障及處理措施
摘要:針對電容式電壓互感器在電力系統(tǒng)中的廣泛應，本文結合實例對輸變電系統(tǒng)中電容式電壓互感器接地故障進行了分析，并且針對其原因采取相應措施解決。
關鍵詞:電力系統(tǒng)；電容電壓互感器；保護措施；故障處理
前言：
隨著現(xiàn)代科技技術的不斷更新，新材料的不斷涌現(xiàn)，其結構和具體器件各不相同，這就首先需要在了解其特點的基礎上不斷總結使用的經驗和故障處理的方法，才能保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。電壓互感器在使用中相位正確非常關鍵，這就要求接線極性一定要對應，一旦引出端子用錯，造成極性用反將會使電壓相位變化180°，因而一般其一次、二次側都會標出極性。電壓互感器在運行中一定要保證二次側不能短路，因為其在運行時是一個內阻極小的電壓源，正常運行時負載阻抗很大，相當于開路狀態(tài)，二次側僅有很小的負載電流。若二次側短路時，負載阻抗為零，將產生很大的短路電流，巨大的發(fā)熱會將互感器燒壞，甚至導致發(fā)生設備爆炸事故。
一．電壓互感器的技術特點及保護措施
1．技術特點
�。�1）電磁單元先經過絕緣處理，然后充微正壓SF6氣體保護。
�。�2）防滲漏效果好，氣體年泄漏率小于0．05％，產品使用壽命期間幾乎不用補氣。
�。�3）電磁單元無滲漏油的隱患，不用化驗油樣等年檢。
�。�4）由于電磁裝置充氣，可以節(jié)省油處理工藝時間，從而縮短產品的生產周期，同時改善了勞動條件。
2．保護措施
(1)二次側熔斷器是保證電壓互感器安全運行的可靠措施，必須選擇適當?shù)娜蹟嗥�，并加裝閉鎖裝置。
(2)為避免開口三角繞組兩端在電壓不平衡的情況下，長時間存在較高電壓。在開口三角繞組兩端加裝并聯(lián)電阻，并聯(lián)電阻在開口三角感應出零序電壓時，使零序電流得以流通，對高壓線圈產生去磁作用，從而也能抑制諧振。
(3)在絕緣監(jiān)察裝置回路中，為了使絕緣監(jiān)察繼電器和電壓表能正確反映電網的接地故障，還必須注意與電壓互感器以及結構等有關的問題。即為了反映每相對地電壓，電壓互感器高壓側的每相繞組必須接在相與地之間，高壓繞組必須呈星形接地，而且還要有中性點接地，同時，電壓互感器的低壓側兩繞組也必須有一點接地。
(4)對于電容式電壓互感器，有一個末屏點，也就是一次線圈的非極性端。在運行中末屏可以采取兩種方式：一種是末屏直接接地，這樣在雷擊或者振蕩等情況下，一次側若出現(xiàn)過電壓可以有效防止燒毀；如果末屏不直接接地，那么必須在末屏和地之間設擊穿間隙，這樣在出現(xiàn)過電壓時能夠通過間隙放電而釋放。
二．工程案例
某110kV變電站I段母線電容式電壓互感器A相發(fā)生故障,監(jiān)控機報警為110kI段母線PT斷線告警,I段母線接地告警,零序電壓3Uo為100V,同時發(fā)現(xiàn)備自投屏冒出濃煙。值班人員打開屏門發(fā)現(xiàn)左側匯線槽起火燃燒,值班人員用滅火器滅火時發(fā)現(xiàn)始終有一根導線閃著紅光,遂用鉗子將其剪斷,之后火才被撲滅,將110kVI段母線電壓互感器退出運行。
該電容式電壓互感器是TYD-110/-0.02H型,接線原理圖如圖1。
拆檢A相電壓互感器時發(fā)現(xiàn):在二次端子接線板及連接線外露部分嚴重燒損,變電站備投屏由小母線引入接地極的接地線首先起火燃燒,同時引燃匯線槽內其他線路。將端子接線板及連接線清理恢復,檢測A相電壓互感器,搖測絕緣電阻如下表:
繞組短路,造成一次繞組存在短時大電流,由于油箱體積小,散熱不良,導致發(fā)熱嚴重,才使得中間變壓器繞組絕緣出現(xiàn)過熱變色現(xiàn)象;由于外部接線端子燒毀,造成一次側電磁單元低壓接地端A點燒斷懸空,并與二次輸出回路dn短接,通過dn接地(見端子接線圖2)�！�
110kV電容式電壓互感器中間變壓器一次電壓為13kV,此電壓同時加在二次回路的dn上,而dn、2n、1n都接在端子箱內的N600上,再與配電屏側電源小母線1YMN相連并在屏內接地(如圖3示)�！�
電壓互感器二次輸出端在互感器本體及現(xiàn)場端子箱均未接地,只在控制室配電屏內接地。由于屏內的接地線較CVT與端子箱的連線較細,造成屏內發(fā)熱嚴重而首先起火燃燒。滅火時,操作人員用鉗子剪斷導線也是相當危險的,剪斷后的一端仍帶有13kV的高壓。
將修復后的電容式電壓互感器檢測絕緣和用自激法測量電容分壓器的電容量及介損試驗均正常。投入運行約12h后,監(jiān)控機再次報警:
110kVI段母線PT斷線告警,I段母線接地告警。此時測量二次電壓UA=0,UB=58V,UC=59V,開口角電壓UL為100V。
當協(xié)助檢修人員到現(xiàn)場,再次將CVT退出運行,并對相CVT進行測試,搖測絕緣電阻發(fā)現(xiàn)補償電抗器低壓端對地為0,其他的均≥200MΩ。用自激法測量電容分壓器的電容量及介損時又出現(xiàn)了第一次測試現(xiàn)象,設備輸出過載。因電容器分壓裝置剛剛做過介損試驗,故判斷電磁單元出現(xiàn)故障。將CVT的瓷套管和底座油箱單元解體檢查,發(fā)現(xiàn)電容器分壓裝置高壓抽頭出線端與變壓器鐵心距離較近而被高壓擊穿,油面上還漂浮著一些細小的碳粒。分別測量電磁單元和ZnO避雷器的絕緣電阻均在200MΩ以上。
由于設備無有定位裝置,電容器與電磁單元配裝角度出現(xiàn)了誤差,使得電容器分壓裝置高壓抽頭出線端與變壓器鐵心距離較近,安裝時也未引起檢修人員的注意;同時用自激法測量電容分壓器的電容量及介損時,因電壓較低,未能使該點擊穿。結果造成CVT投入運行不久再次發(fā)生故障。
三．解決措施
(1)二次繞組接額定負荷和剩余電壓繞組不接負荷的情況下，施加1．2倍額定電壓連續(xù)試驗，直到溫度達到穩(wěn)定為止。各繞組的溫升應不超過60℃。
(2)改變電磁單元低壓端的出線方式,將出線由油箱體內引出后直接接到地端,為防止漏油,也可另加一過渡端子,但必須與二次回路保持一定距離。
(3)適當增加屏內接地線的截面積,并且保證接地裝置的接地電阻在設計值以內。
(4)密封接線端子,并保證接線端子無塵土、污物,保證無小動物侵入。
(5)將電容分壓器與電磁單元解體拆檢時,由于內部無角度定位裝置,所以應注意原裝位置,角度不可變動�，F(xiàn)在有些廠家的產品已有定位裝置。
四．結束語
總之，電容式電壓互感器在電力系統(tǒng)中的應用非常廣泛，其結構和具體器件各不相同，故障情況種類繁多，原因錯綜復雜，還需要在運行實踐中不斷總結、創(chuàng)新經驗，才能保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行�！ �
