徐志杰
云南电网有限责任公司曲靖供电局变电修试所 云南 曲靖 655000
摘要：电压互感器属于特殊类型的电力变压器,是降压变压器的一种。它将电网中的高电压降为变电站内二次回路所需要的低电压,是连接变电站内的一次、二次设备的重要元件。本文通过分析电压互感器在电网中发挥的功能,阐述了电压互感器在运行中需要注意的主要事项,并结合电压互感器在运行中经常出现的故障,提出了相应的解决措施。
关键词：220kV；变电站；电压互感器；故障；措施
1电压互感器的功能及分类
电压互感器由铁心、一次绕组、二次绕组和绝缘部分组成,主要为变电站内的测量元件、信号元件及综合自动化装置等二次设备提供电源。在正常运行时,电压互感器的一次绕组连接在高压侧,二次绕组通过并联的方式连接在仪器仪表、继电器等低压元件上。因此,尽管变电站的主电路上的电压极高,但其二次回路上的电压比较低,能够有效地保障工作人员的人身安全。
电压互感器按照原理可以分为电磁感应式和电容分压式两种。电磁感应式电压互感器大多用在220kV及以下电压等级的变电站。电容分压式电压互感器不但能够实现与电磁感应式电压互感器相同的功能,还能够作为耦合电容器使用,满足电力载波通信的需要。此外,电压互感器还可以根据自身结构分为单相式和三相五柱式,以及干式和充油式等等。
2 220kV变电站电压互感器常见故障
2.1电容器故障
首先，在电容器上设置的连接点不科学合理，使得电容器第一次绕组末端连接点发生接触不良或设置的连接点受到损坏，最终导致电容器发生放电，产生悬浮电压，造成变电站安全事故的发生。其次，如果电容器的密封性出现损坏，使得电容器的油封发生受潮，这样电压互感器的电介质和电压都会受到严重的影响，使得电容器的储电量下降，进而电容器的分电压也下降，无法达到标准电压承载值，影响电压互感器的运行。此外，如果电容器的油封发生渗油现象，会使得电容器的内部温度快速上升，烧坏电容器的内部构件，致使电容器产生故障。
2.2电压互感器的绝缘故障
电压互感器属于半绝缘设备,其绝缘性能的好坏对电压互感器工作效果有着直接影响。当前我国电压互感器工艺水平有所欠缺,在制造过程中,空气中的水分使电压互感器的电容组件潮湿,受潮后水分子渗入到电容组件中且不断运动,容易使电容器件在220kV的高压袭击下被击穿,降低电压互感器的绝缘性能,影响电压互感器的安全稳定运行。
2.3电磁单元故障
电磁单元作为电压互感器的组成设备，其由多个部件构成，包括中间电压器、阻尼器和补偿电压器等。电磁单元相对敏感和脆弱，任何一个组成部件出现问题都会使得电磁单元发生故障，所以电磁单元故障也是导致电压互感器发生故障的常见原因。电磁单元发生故障主要受到两个因素的影响，首先是电压互感器的运行环境，如果电磁单元运行环境的湿度相对较高，使得电磁单元受潮，会对其绕组阻性产生影响，造成电磁单元的损坏。此外，如果电磁单元的质量出现问题，会对电压互感器的正常运行产生影响。影响电磁单元质量问题的主要因素有生产工艺水平低、运输安装不当等。如果电磁单元的质量不过关，会大大提高其损坏的可能性，也就是提高电压互感器损坏的危险性。因此购买电磁单元时要着重关注电磁单元的生产工艺水平以及运输、安装过程的稳定性。
3 常见故障的处理措施
3.1积极应用先进的现代监控设备
随着传统电网朝着智能电网的方向改变,传统的经验判断已经不能满足当前电网的发展需求,因此在电网运行中需要积极应用先进的现代监控设备,如红外成像仪、铁磁谐振技术、变电站智能机器人巡视系统等。利用红外成像仪能够及时检测出电压互感器内部组件的异常发热情况。通过铁磁谐振技术检测电压互感器能准确发现阻尼电阻的运行情况以及电压互感器内部的铁芯是否饱和等信息。随着电网监控的实施及变电所无人值班模式的推进,在220kV变电站巡视中采用变电站智能机器人巡视系统,能自动检查电压互感器外观是否正常等,加强对变电运行的监控和检测,为变电安全运行提供保障。
3.2性能的提升和器件的维护
为了能够保障电压互感器长期保持正常的工作状态，必须要让维护检修人员做好对电压互感器日常的检修工作。为了使检修人员能够更好的对电压互感器进行检修，首先要让检修人员全面了解电压互感器，比如电压互感器的内部元件位置、工作原理、使用性能等，为了保障电压互感器的正常工作，还要根据电压互感器的实际情况制定维修的方案，加大对电压互感器检查的力度。当电压互感器发生故障的时候，能够及时发现其征兆，从而尽快的采取处理措施。由于电压互感器的元件组成复杂繁多，而且这些元件各自独立工作，又相互作用构成一个整体，其中任何一个设备元件出现问题都会使得电压互感器出现故障。因此，为了能够提高电压互感器的质量，就必须重视其每个设备元件的质量，因此生产电压互感器的厂家在生产每个设备元件的时候，都要严格遵从国家标准和设计要求，使得设备元件的质量得到保障。为了提高检查维修工作的效率，首先需要根据设备元件的特性，制定科学合理的检查方案，全面排查可能会导致电压器发生故障的隐患，安排发电厂管理人员对电压互感器进行定期检查，了解并掌握每个设备元件的工作状态，及时对老化的设备元件进行更换，引线等，避免由于设备的老化造成安全事故。
3.3处理措施
1)当发现电压互感器出现故障时,应准备好需要的工具,到现场后应先检查后台机电压情况,确认信号和故障相;检查异常相PT外观是否正常(油位是否升高、冒烟、有烧焦味、异响等),以确认PT内部故障(在靠近PT本体前应先用红外测温仪确认油箱温度是否升高,一般内部故障会出现油温升高现象,防止因PT突然发生爆炸引起人员伤亡事件)。如电压互感器无明显故障现象时,用万用表测量各组空开两侧电压,若某相电压测量值各绕组和两侧都相应降低或为0,开口三角出现零序电压,同时检查电压互感器到端子箱电缆是否有明显故障,可初步判定该电压互感器内部故障(35kV以上电压互感器均为分相,同时出现某相计量和保护组电压异常,结合红外,一般可判定内部故障)。确定故障后,应将检查情况汇报调度,申请母线停电处理。
2)按调度令退出相关线路距离保护、零序方向保护及主变复压闭锁压板,恢复其他设备运行并对电压互感器进行检修。例如当检查确定故障是由电压互感器中的组件受潮引起的,测试人员应先检查组件中的绝缘部分,对组件受潮的原因进行分析,并拆解组件,进行电气实验,对受潮组件进行维修,完成检修后做好善后工作,并对设备进行复测。
结论
综上所述，220kV变电站在实际运行中经常会发生故障，电压互感器在220kV变电站中具有至关重要的地位，而且电压互感器故障也是220kV变电站中常见的故障，因此研究电压互感器故障具有重要的意义。相关设计人员和施工人员要着重关注电压互感器故障，对电压互感器产生故障的原因进行详细分析了解，及时发现设备发生故障的征兆，并结合实际情况采取相应的解决措施。当220kV变电站发生故障时要及时进行维修，发现问题所在，对电压互感器进行更新和优化，同时要加大对电压互感器的检查力度，确保电压互感器能在发生故障的第一时间被发现，从而保障电压互感器能够长期安全稳定的运转。
参考文献：
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[2]钱军.220kV变电站电压互感器常见故障与处理措施[J].电子测试，2016(19):136-137.