母线电压互感器及其故障处理浅析

时海全

摘 要：母线电压互感器连接在母线上，当发生故障时，对母线及系统安全运行影响比较大。通过本论文着重从电压互感器的工作原理、常见故障，结合工作实际，对电压互感器常见故障进行分析，阐述电压互感器异常对电网运行的影响，提出实际工作中应对措施及处理方法。

关键词：母线、电压互感器;故障;应对措施

引言

电压互感器（TV、PT）是一种特殊变压器，一次绕组多，二次绕组少，将高电压按一定比例变换成100V或更低的标准二次电压，使高压与低压有效隔离，保证了工作人员及二次设备安全。广泛应用于供计量、保护、自动装置用电压，其能否正常、持续工作，直接关系到系统一、二次设备的安全稳定运行。2020年4月19日，四川石化公司发生一起总降变35kV 某单元母线PT柜短路崩烧，导致此单元母线失电，引起系统电压波动，导致炼化装置机泵跳闸，造成4套炼化装置停工。从此次事故学习中受到深刻启示，当电压互感器发生短路故障时，将对系统运行造成严重后果。作为电网运行的指挥者，结合我公司电网结构，要想做到准确、迅速地判断、处理电压互感器故障，从调度工作角度实际出发，需对电压互感器的故障特性、处理原则有所了解。以下就电压互感器的工作原理及常见故障做浅析总结和分析。

1、电压互感器的工作原理：电压互感器实际上是一个带铁芯的变压器。它是由一、二次绕组、铁芯和绝缘材料组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁芯中就产生一个磁通，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2.改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同电压比的电压互感器。

2、电压互感器的常见故障及分析：

2.1电压互感器回路断线及处理：当运行中的电压互感器回路断线，有如下现象显示：“电压回路断线”光字牌亮、警铃响;电压表指示为零或三相电压不一致，有功功率表指示失常，电压表停转;低电压继电器动作;可能有瞬间接地信号发出（高压熔断器熔断时）;绝缘监视电压表较正常值偏低，正常相电压表指示正常。

在电力调度所自动化信息窗出现上述相关信息时及接到现场运行人员汇报后，调度员应能根据上述现象做出初步判断后：立刻通知运行人员去现场确认、检查。电压互感器回路断线的处理方法：1、停用所带的继电保护与自动装置（距离保护、接地保护等），以防止误动。2、如因二次回路故障，使仪表指示不正确时，可根据其他仪表指示，监视设备的运行，且不可改变设备的运行方式，以免发生误操作。3、检查高、低熔断器是否熔断。若高压熔断器熔断，应查明原因予以更换，若低压熔断器熔断，应立即更换，更换熔丝后若再次熔断，应查明原因，严禁将熔丝容量加大。4、检查二次电压回路的接点有无松动、有无断线现象，切换回路有无接触不良，二次侧自动空气开关是否脱扣。可试送一次，试送不成功再处理。

2.2电压互感器本体故障的处理：运行中的电压互感器有下列故障现象之一者，应立即停用：1、高压熔断器连续熔断2～3次;2内部有放电声或其他噪声;3、电压互感器冒烟或有焦臭味;4、绕组或引线与外壳间有火花放电;5、运行温度过高;6、电压互感器漏油。

在停用电压互感器时，若电压互感器内部有异常响声、冒烟、跑油等故障，且高压熔断器又未熔断，则应该用断路器将故障的电压互感器切断，禁止使用隔离开关或取下熔断器的方法停用故障的电压互感器。

结合我公司二电厂35kV系统接线结构，当发生上述故障现象时的处理原则：二电厂35kV系统采用单母线分段接线方式，母联断路器并列运行，电压互感器采用手车柜式连接方式，中性点采用经消弧线圈小电流接地方式。当某段母线电压互感器发生内部有异常响声、冒烟、跑油等故障，且高压熔断器又未熔断时，调度员正确判断电压互感器内部发生故障，由于电压互感器的连接方式为手车柜式，拉合PT柜手车相當于拉合隔离开关，发生上述故障严禁用隔离开关进行操作。应立即通知运行人员严禁对PT手车进行操作，以免PT发生短路故障引起着火爆炸事故，造成人身伤害事故。立即断开35kV母联断路器，使两段母线分裂运行，避免故障PT发生短路对非故障段母线造成严重影响。立即通知下级变电站将上级故障PT段母线所带负荷倒至非故障段运行。若现场故障冒烟、着火较严重时，应果断拉掉故障PT段母线各路有源电源，使母线停电，PT故障进行有效隔离，将故障PT手车拉出柜外，维修人员进行故障分析、查找。同时，恢复停用母线供电及其母线出线供电，恢复下游变电站正常运行方式。

2.3在中性点不接地系统中（我公司35kV、10kV、6kV系统均是不接地系统），当发生单相接地故障时，由于间歇性电弧接地引起的过电压有可能造成互感器高压熔丝熔断或互感器本体绝缘薄弱处击穿引发接地故障相同时接地或短路跳闸，此时，无论互感器发生何种故障，电力调度员应立即通知现场运行人员，严禁进行互感器拉至柜外操作，因为发生接地故障时，严禁用隔离手车（互感器为手车式，相当于隔离开关）拉开接地容流。现场运行人员严禁靠近互感器柜，以免发生短路爆炸事故，危机人身安全。如果因接地故障导致互感器断线，待接地故障处理完后，再进行互感器断线处理;如果因接地故障导致互感器本体严重故障，处理原则按2.2中的方法进行处理。

防范措施：

迅速、准确的处理电压互感器故障非常重要，面对电网各类故障引起电压互感器故障或电压互感器本身存在故障问题，从设备角度和电力调度运行角度出发，日常工作中采取以下措施：

3.1选择性能较好、质量可靠的电压互感器。

3.2加强设备检修、设备管理，将故障遏制在萌芽状态。

3.3日常工作中，调度员加强电网运行监视，及时发现各类异常信息，果断进行处理。

3.4优化电网结构和运行方式，确保在电压互感器发生故障时，影响面积缩小。

结束语

电压互感器是连接在一次与二次电气回路之间的重要设备，其发生故障时，靠近母线端，对电网运行影响很大。掌握电压互感器的相关原理及各种故障现象，不断总结运行经验及故障处理方法，对调度员来说具有很强的现实意义。