李岩
中国石油辽阳石化分公司仪电中心 辽宁省辽阳市111000
摘要：
电压互感器主要用于电能计量,对电力网的电压进行测量,同时也用于保护自动装置。电压较高时,直接测量对人身安全威胁较大。电压不高,但母线短路容量较大,发生短路后对人身安全威胁也较大,这时应使用电压互感器。本文就变电站常用电压互感器进行分析讨论，以供参考。
关键词：用途;分类;工作原理及结构;电压互感器的保护;
1电压互感器的概念
电压互感器，俗称压变，是在变电站内重要的电气设备，将高电压转换为电压，为站内保护及控制装置提供可靠稳定数据。正因其设备需要在外部比较复杂环境下稳定可靠运行，在新扩建等相关工程中选取应用。
长期在复杂的外部环境下运行，难免会出现由于结构、质量、环境等因素，CVT二次回路电压异常或者故障。主要涉及电容单元短路击穿、过热缺陷、端子虚接等故障。
2电压互感器分类
按照相数分为三相和单相这两类。因电压互感器身体体积不大,容量小,三相高压管间的内外绝缘要求很难满足,所以绝大多数产品是单相的,只有3～15kV的产品有时候会采用三相结构;按绝缘介质分有干式、浇注式和油浸式三类。通常专供测量用的低电压互感器是干式,高压或超高压密封式气体绝缘互感器也是干式。35kV及其以下的电压互感器采用浇注式,而油浸式适用于35kV以上的产品;按照绕组数分为多绕组和两绕组这两类。
3电压互感器的容量及准确度
准确度在0.2、0.5、1、3级时的容量(VA)分别为50、100、300、500,最大热负荷1200。可看出电压互感器随着负荷增加准确度逐渐降低,为满足准确度的要求,电压互感器的最大负荷必须限制在规定的容量内。以0.5级为例,表示该电压互感器在规定电压下的变比误差为0.5%。变比误差du%是二次电压的测量值U2乘以额定电压比K所得的值与一次电流实际值U1之差,对一次电压值的百分比(du%=[(KU2-U1)/U1]×100%),其中K=UN1/UN2。
4电压互感器的保护
4.135kV的电压互感器用高压熔断器保护本体
在一般情况下,各电压等级均有专用的电压互感器熔断器。它的大致结构为密闭的陶瓷管两端组有金属帽,陶瓷管中放有一根很细的电阻丝,电阻丝的两头分别焊接在金属帽上。此电阻丝的额定电流为0.5A,一分钟熔断电流为0.6～1.8A之间,电阻丝的电阻值以将故障电流限制在100A左右为准。在陶瓷管内充满干燥的石英砂。当出现事故时熔断器将故障电流限制在100A以内,由石英砂将电弧冷却熄灭在密封的陶瓷管内。无论母线的短路容量为多大均可以安装这种熔断器。此外,当电压互感器有轻微故障被发现时,运行人员可直接用隔离开关(或开关柜小车)将故障电压互感器与电源断开。电压互感器专用熔断器熔断后,不允许更换装有一般熔丝的熔断器代替专用熔断器运行。
4.2110kV及以上电压互感器
电压互感器一般经隔离开关和高压熔断器接入高压电网。在110kV及以上的系统中,由于相应的电压互感器采用单相串级绝缘,绝缘裕度大,且这种系统多为中性点直接接地系统,每相设备不能长期承受线电压,也不允许接地,所以110kV及以上系统中的电压互感器一次侧不装熔断器,而经过隔离开关直接与电网相连,同时由于110kV及以上电压互感器在设计和生产上比较可靠,故障率极低;此外其专用熔断器的长度较长,重量较大,价格昂贵,安装和更换不方便,因此不安装熔断器,一次侧直接用刀闸断开即可。
电压互感器的二次侧必须安装熔断器或低压空气开关,用于在二次回路或元件损坏时保护电压互感器。一般情况下,熔丝或空气开关的热脱扣器电流选在1.3～2倍电压互感器额定电流之间(最大热负荷电流)。装有老式距离保护的母线由于保护装置在失去电压互感器电源时会产生误动,所以必须保证电压互感器二次回路的任何地点发生金属性对地或相间短路必须立刻断开距离保护装置正电源。此时电压互感器二次侧只能安装低压空气开关,并且其瞬时脱扣器的电流应在热脱扣器电流的3～5倍之间,并有其他接点闭锁距离保护装置。按规定,在电压互感器二次主熔断器和保护装置(含自动装置)之间不得安装任何性质的熔断器或空气开关。
4.3电压互感器投运前必须试验合格
注意,半绝缘的电压互感器不能做交流耐压试验,只能做感应耐压试验。运行后也应注意在母线做交流耐压试验时将半绝缘的电压互感器脱离。半绝缘的电压互感器在工作时X端必须接地,二次线圈的接地为保护接地,但只能有一点,并保证不会因操作断开接地点。
5电压互感器的异常和故障处理
5.1低压保险断或空气开关跳闸
发现低压保险断或空气开关跳闸后应立即试发空气开关或更换保险试发一次,不成功应分段查找。例:发220kV、110kVPT断线光字牌。电压互感器二次熔断器熔断(或空气开关掉闸)时,应对保护做相应处理后立即试发,试发不成功时应将故障互感器所在母线的电压切换回路断开(或断开分路熔断器),试发电压互感器二次小母线。如试发成功应再逐路试投各路电压切换回路(或分路熔断器),找出故障点,将故障点甩开恢复正常路电压切换回路(或分路熔断器),在未找出故障点前严禁倒母线;如试发不成功应将故障互感器一、二次电源断开:单母线接线的应上报专业人员处理;双母线接线的应断开故障母线切换装置直流电源后,再将故障母线各路倒另一母线恢复保护运行,上报专业人员处理。
5.2高压保险熔断
35kV及以下电压互感器高压熔断器熔断一相时,外观检查无异常,应立即更换熔断器试发,熔断一相试发又断或熔断两相以上时,应对故障互感器进行遥测,大于300兆欧可更换保险发出,再断不许试发。更换保险时只须断开电源,戴绝缘手套抓住保险器的磁质部分取下或更换即可。遥测方法:电压互感器的绝缘电阻测量。电磁型PT的一次绕组首端引出为高压端,一般以A端表示,末端为X端。末端安装在二次接线盒内,在运行时X末端必须接地。
电压互感器(电磁型)的绝缘电阻测量:分别测量PT一次绕组和二次绕组的绝缘电阻。须将一次绕组首端A与末端为X连接(短接)后加压,二次绕组短路接地。所测试的绝缘为一次绕组对二次绕组及地的绝缘;将一次绕组首端A与末端为X连接(短接)后加压,接绝缘电阻测试仪的L端,二次绕组短路接绝缘电阻测试仪的E端,所测试的绝缘为一次绕组对二次绕组的绝缘;将一次绕组首端A与末端为X连接(短接)后接地,二次绕组短路接绝缘电阻测试仪的L端,所测试的绝缘为二次绕组对一次绕组对地的绝缘。二次绕组也可分组测量。
6 预防措施
电压互感器是站内的重要电气设备，为系统可靠运行提供基础，并在变电站可研设计阶段、基建验收、消缺阶段、日常运维中全过程各尽其职。在日常电压互感器投产、电压互感器末端容性接口装置拆除、绝缘热套管等过程中，针对于电压互感器的验收运行维护，需加强技术和制度相关预防措施。
6.1运维检修人员可以结合日常停电工作，认真排查压变二次回路中接线是否正确，是否存在虚接、脱落的现象。
6.2严肃三级验收制度，充分发挥设备主人职责，严格按照检修方案做好现场作业监管验收。严肃施工前交底流程，确保施工人员熟悉各项安全措施及标准工艺。
6.3运维检修人员可以结合日常停电工作，认真排查压变二次回路中接线是否正确，是否存在虚接、脱落的现象。
参考文献
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