变电站电压互感器损坏原因分析及防范对策

2016-08-10吴跃龙

大科技 2016年36期

关键词：漏油互感器绕组

吴跃龙

（贵州省安龙供电局贵州省黔西南布依族苗族自治州安龙 552400）

变电站电压互感器损坏原因分析及防范对策

吴跃龙

（贵州省安龙供电局贵州省黔西南布依族苗族自治州安龙 552400）

变电站设备在运行过程中，电压互感器由于运行环境本身的复杂性和恶劣情况，往往会加速电压互感器的老化与损坏，所以需要尤其重视对电压互感器故障问题的防范。本文探讨了变电站电压互感器的常见故障和原因，以及故障的防范措施，以供参考。

变电站；电压互感器；损坏；防范

1 引言

在新时期的电力行业发展中，各种电压等级的电压互感器被广泛使用。由于电压互感器在长期实际运行过程中，非常容易出现一些异常情况或故障问题，从而会严重影响变电站的日常安全运行稳定性，为有效防止电压互感器出现损坏，必须针对实际情况采取防范措施。

2 电压互感器概述

2.1 概念

电压互感器（见图1）原理和变压器一样，均是变换电压的压电装置，在设计选型中需要结合实际情况选用容量最为合适的电压互感器，原理是将电网的高电压变换为安全标准的低电压，以供测量仪表、继电保护装置等工作使用。其通常需要与继保装置相互配合才能够充分发挥其保护电力系统的作用。

2.2 电压互感器的作用

图1 电压互感器

电压互感器在运行过程中，给一次绕组施加一个电压（U1），就会同时在铁心中产生一个相应的磁通。依据电磁感应的定律此时在二次绕组则会产生一个相应的二次电压（U2），以此通过改变一、二次绕组的匝数值，可以得到一个符合标准的二次电压值，满足测量仪表及继电保护的使用电压。电压互感器一次电压与二次电压是不等的，因而会存在一个电压差比值，即是有不同电压等级的电压互感器。简而言之就是电压互感器运行中将电路中的一次高电压，按照一定比例转换为二次低电压以适应各类供电需求。

电压互感器主要包括两个绕组，而又同时绕在互感器内部的铁心上，因此两个绕组和铁心上都需要设置绝缘保护层，以完全隔绝两个绕组和铁心之间存在的电气。在实际运行中往往是将一次绕组并联接入一次系统线路或母线，二次绕组则并联接入测量仪表和继电保护装置。电压互感器即使一次侧电压较高，二次侧电压通常也不会出现大幅度的变化，因而能够提升操作安全系数，起到保护工作人员和设备的作用。

3 变电站电压互感器常见故障分析

3.1 电压互感器组件故障

由于变电站的电压互感器正常工作需要多个组件互相配合协调，每一个组件的安全、稳定、可靠运行都对整个电压互感器的正常工作至关重要。而日常情况下，许多原因都会造成电压互感器的单个电力组件失效。例如在生产中，如果不能高标准进行电力元件的生产，在对电压互感器的组件进行组装时，会出现电压互感器组件的连接脱焊、虚焊等问题。

3.2 漏油故障

当变电站的电压互感器发生漏油时，空气中的潮气和湿气会吸入到油箱内部，装置受到潮气和湿气的侵蚀，造成功效降低，影响正常的使用效果。如果漏油量过大，将会明显降低油箱的最大限度油位，并使原来浸于油中的电容芯子出现浸油不佳的问题，甚至出现脱油现象，在断面和电容板间形成空气间隙，产生电容，发生放电现象，造成内部的部分元件被击穿，使电压互感器工作效力降低。

3.3 老化故障

老化故障在许多电子元件中都存在，其绝缘在长期运行过程中会发生一系列如固体介质软化或熔解等形态变化、低分子化合物及增塑剂的挥发等的物理变化，如氧化、电解、电离、生成新物质等的化学变化，致使其电气、机械及其他性能逐渐劣化，如电导和介质损耗增大、变脆、开裂等，这些现象统称为绝缘的老化。绝缘逐渐老化最终导致绝缘失效，电力设备不能继续运行。另外，随着工作时长的增加，在高电压的工作强度下，密封的绝缘介质性能下降幅度也很大。

3.4 绝缘单元故障

绝缘单元是电压互感器的重要组成部分，在实际应用中，电磁单元和电容单元在电压互感器中需要承受较高的一次电压，电压互感器运行过程中，如果缺少日常的维护检修措施，往往难以及时发现电压互感器绝缘单元存在的元件老化或损坏问题，因而无法及时采取解决措施，直接影响到绝缘性能的发挥，所以有些电压互感器维护检修更换不及时，密封性和可靠性明显下降，造成电压互感器绝缘故障。

3.5 电磁单元故障

电压互感器电磁单元主要包括补偿电容器、中间变压器、阻尼器等部分，是电压互感器中比较敏感和脆弱的一部分。特别是电磁单元质量不达标或者密封不严，使得电压互感器经常发生各种故障，加上有些电压互感器的加工工艺水平较低，存在很多质量隐患，或者后期运输安装过程中防护不到位，导致电磁单元损坏，导致电压互感器绝缘击穿，产生绕组短路故障。

3.6 电容器故障

变电站电压互感器正常运行过程中，由于受到加工工艺的限制或者其他因素影响，分压电容器往往达不到标准的电压负载，因而电压会超出其承载能力，从而影响变电站的安全运行。通常情况下，接地点需要设置在电容器一次绕组末端，没有按照要求接地，或者有些电容器的连接点老化或者损坏，造成串联电容末端失去接地点或接触不良，甚至没有设置连接点，导致电压互感器中电容器的末端与大地之间形成一个电容，并伴随产生极高的悬浮电压，使得一次绕组末端发生对地放电现象，对电压互感器的电子元件造成损伤，影响电压互感器的安全使用，从而引发严重的安全事故。

4 变电站电压互感器故障防范与解决措施

4.1 接地不良

在日常工作中应加大验收和巡维排查的力度，保证电容式电压互感器的电容末端与大地接触良好，不影响使用和效能的正常发挥。维修技术人员应掌握各类电压互感器电容部分的接地形式，避免任何一种接地方式被遗漏，在设备正常运行时要仔细检查，杜绝任何安全隐患的存在。

4.2 采用合适检测方法

针对变电站的电压互感器故障问题，必须采用合适的检测方法：①经验检测法，由经验丰富的检修人员依靠自身专业知识和以往经验，通过传统的听、看、摸等方式，检查电压互感器故障情况；②仪器检测法，运用专业的检测设备和技术检查电压互感器故障情况，如红外热成像技术，可以全面探查电压互感器的整体情况，科学确定电压互感器故障位置。

4.3 绝缘故障

我国当前采用的电压互感器，很多都属于半绝缘结构，这种电压互感器的优势在于体积小、成本低、质量轻等，长期运行能够有效避免电压互感器发生绝缘故障，故障的原因通常是由于电容单元潮湿、干燥不彻底等因素造成的，因而还需要避免受潮后水分子积累在绝缘纸内层上，造成绝缘击穿问题。

4.4 漏油故障

漏油则可能会通过与空气之间的相互作用，将潮气吸入油箱内部，进而导致受潮。如果漏油较为严重，则会导致油位下降，电容芯子浸油不佳，从而引起端面、电容板间气体缝隙的放电现象、局部内原件击穿等方面的事故。底部出现密封不良问题是导致漏油故障的主要原因，可采取的措施如下：

（1）当密封渗漏油时，若密封垫弹性尚好，可能是由于压缩量不一致原因，应均匀紧固螺栓使压缩量一致；若仍漏油可能是密封面加工不良或有杂质，应将密封垫取下处理或更换。

（2）当二次小套管渗油时拧紧渗油套管的压紧螺母，或轻轻打开螺母在螺杆上缠生料带涂密封胶后再紧固，以防沿螺牙渗油，渗油严重时应更换为防渗密封结构的套管。

（3）当材质不良和焊接渗漏油时，如储油柜有砂眼或焊缝渗油，采用堵漏胶或电焊的办法（为防止影响油的色谱分析结果，电焊堵漏后必须换油）。若膨胀器焊缝渗油，应进行更换或补焊。

4.5 老化故障

老化故障主要是由于在长期运行中，各部件的老化，从而导致密封绝缘介质出现性能下降，进而导致损耗和发热上升的问题，成为导致PT各种故障发生的导火索。对此必须及时对元件进行更换。

4.6 铁磁谐振

电磁感应式电压互感器工作原理与变压器相同，特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。

在发生铁磁谐振时，处于相同电势电源情况下，如果是有外界冲击所导致的过渡情况，则将会决定电路的运行稳定。为解决铁磁谐振问题，首先需要了解主网铁磁谐振所具有的特性，通常在一次侧中性点加装阻尼电阻，在单相接地时，在消谐器上出现千余伏电压，导致其非线性电阻下降；或在开口三角侧并联固定阻尼，适用于要求不太高的变电站有效解决铁磁谐振故障。