淺析互感器常見故障及處理

尚忠凱 / 西部陽光電力開發有限公司

淺析互感器常見故障及處理

尚忠凱 / 西部陽光電力開發有限公司

電流、電壓互感器影響著測量、監控、自動化、保護系統的安全運行和穩定，互感比較重要的幾個參數和特點應引起重視：變比、容量、精確度、極性、接地點等。本文將結合威州水電廠的CT和PT的特點，重點研究互感器會投產前后會出現的常見故障及處理方法。

電流互感器；電壓互感器

引 言

水電站互感器采用了各種不同型號、不同廠家的設備，以滿足不同設備的需求，數量比較繁雜，對于管理者來說是個難題。

1.電流互感器原理

1.1 互感器的原理

無論是電流互感器、電壓互感器，其原理都如一臺小的降壓變壓器的功能。它們的區別在于，電流互感器一次側是串聯在高壓回路中，電壓互感器一次側是并聯在高壓回路中。其二次側與儀表儀器、繼電保護裝置、變送器聯結構成回路，從而將大電流、高壓降低小電流、電壓，為測量、控制和保護提供一個模擬量。

2.分析斷線對保護裝置及自動化的影響及處理

2.1 TV斷線的判據

微機保護裝置有TV判據的功能其判據：

（1）正序電壓小于30V,任一相電流大于0.04IN或斷路器處于合位狀態（用斷路器位置觸點開入判別）。

（2）自產負序電壓大于8V

滿足上述任一，且負序電流大于0.2Iqd.set和零序電流小于0.2Iqd.set同時三相電流都小于Iqd.set相電流啟動值定值。延時70MS閉鎖保護，延時10S報該側母線TV異常，并發告警信號。

2.2 TV斷線閉鎖保護

2.2.1 TV斷線可能是一次側，也可能是二次回路斷線，其依據是斷線后三相不平衡后產生負序電壓，且某一相的正序電壓降低，且TA正常運行，其值在正常范圍內。此時微機保護裝置將自動閉鎖保護裝置，防止其誤動作，并發出TV斷線的報警信號。

2.2.2 TV二次回路斷線的原因很多，可能是接線端子松動或接觸不良、回路斷路、熔斷器熔斷或開關的接觸不良等造成的，TV二次回路斷線后，距離（或低阻抗）保護斷線閉鎖裝置動作，發斷線、裝置閉鎖或故障信號；發二次回路開關跳閘告警信號；電壓表指示為零，功率表指示不正常，電能表走慢或停轉等。

2.2.3 處理方法。

安全措施:若為保護二次電壓斷線時，立即申請停用受到影響的繼電保護裝置，斷開其出口回路壓板，防止斷路器誤跳閘。如儀表回路斷線，應注意對電能計量的影響。

檢查故障:檢查一次回路是燒焦的味道或痕跡。檢查二次回路，檢查保險有無熔斷現象，用萬用表交流電壓擋沿斷線的二次回路測量電壓。

3.分析二次側未接地對裝置的影響及處理

3.1 二次側接地的意義

TV、TA二次側接地的作用是防止一次絕緣擊穿后，高壓竄入低壓危及人身和設備安全。在TA、TV的安裝和調試過程中要按認真核對二次側的接地，確保設備的安全投運。

3.2 TV接地

3.2.1 TV的接地分為一次側中性點接地、二次側線圈接地、互感器鐵芯接地。三種接地的作用不盡相同。

3.2.2 TV一次側中性點接地在三相三柱式或三相五柱式中常見，但對于VV形接法的互感器嚴禁將一次側中性點接地。

3.2.3 TV二次側要求有一個接地點。公用電壓互感器的二次回路只允許在控制室內有一點地，為保證接地可靠，各電壓互感器的中性線不得接有可能斷開的開關或熔斷。

3.2.4 TV外殼上有一個接地柱，是鐵心與外殼的接地點，起發全保護的作用。

3.3 TA二次側有且只有一點可靠接地。

TA有且只能有一點接地，不允許多點接地，它可能會使電流線圈短路，電流無法流入保護裝置。 根據電網反措十八條規定：公用電流互感器二次繞組二次回路只允許、且必須在相關保護柜屏內一點接地。獨立的、與其他電壓互感器和電流互感器的二次回路沒有電氣聯系的二次回路應在開關場一點接地。

3.4 對裝置的影響

TA二次側接地屬于保護接地，對裝置和測量回路的影響不大。

對于三相五柱式電壓互感器而言，會對保護及測量裝置產生不利的影響。由于一次側未接地，二次側開口三角形中會產生不平衡電壓，其保護和測量裝置的電壓會有一定的下降，使保護誤動作。四、分析極性接反對裝置的影響及處理

4.分析極性接反對裝置的影響及處理

4.1 我國互感器通常采用減極性

4.1.1 一次電流流入互感器時，二次側電流從互感器中流出，稱為減極性；符合這一原則特性的的一次二次端子即為同極性端，簡稱為同名端。

一次線圈首端為L1，末端為L2;二次側首端為K1，末端K2;其中，L1和K1是同名端，L2和K2是同名端；

4.1.2 電壓互感器的同名端標志：一次線圈首端為A，末端為X;二次側首端為a，末端x;

其中，A和a是同名端，X和x是同名端。

4.2 互感器極性接反對裝置的影響

4.2.1 TA極性接反對保護裝置的影響。

對保護裝置而言，尤其是帶方向的過流保護、方向距離保護、功率方向保護將會誤動。

對差動保護而言，作為主保護，會直接跳發電機、主變壓器，造成非計劃停運。因而在安裝與調試的過程中要認真核對TA的極性。

4.2.2 TV極性接反對保護裝置的影響。

對于VV形接法TV接反主要引起電壓過高，從而使過電壓保護動作。

對于三相三柱式TV接反會使得測量的線電壓降低，從而引起TA斷線報警。

4.2.3 對測量裝置的影響。

對測量裝置而言，互感器極性接反會引起表計的不準確，電壓、電流及相位都會出現偏差，因此要引起重視。

5.分析飽和對裝置的影響及處理

5.1 TA飽和

5.1.1 保護TA一般要求保護用的電流互感器在通過15倍甚至是20倍額定電流的情況下，誤差不超過5%或10%，當誤差較大時即出現不飽和狀態。

5.1.2 常見的TA飽和分為穩態飽和與暫態飽和兩種。TA穩態飽和產生的原因是一次側電流過大,引起二次電流不能正確傳變一次電流，二次電流將減少;TA暫態飽和產生的原因是由于發生短路故障中，其中含有大量非周期分量進入電流互感器造成的飽和。

5.1.3 。

我廠在進行設備調試過程，由于選型的錯誤或TA的型號與設計不符，很可能出現TA飽和的狀態，因此應認真核對，尤其是在調試過程中及時發現問題。同時在運行方式中也可以采取一些措施,從而避免TA飽和的發生:

a.10KV廠工作段及400V側均采用分列運行的方式即正常情況下，一臺變壓器分別帶一個工作段，供電可靠性的降低可通過備用電源自動投入等方式補救。從而可以降低短路電流。

b.適當可以增大保護級TA的變比.

c.優化節構，盡量減少保護裝置與TA二次回路的長度，減少其二次負載的大小，從而降低TA飽和發的機率。(因為二次阻抗越大，TA 負荷越大，TA 越容易飽)

5.2 TV鐵芯飽和

5.2.1 諧振過電壓。

通俗的講，諧振過電壓是指系統中的電感與電容相等，從而產生諧振，由于諧振又引起過電壓。需要指出的是，TV鐵芯飽和是產生諧振的必要非充分條件，TV飽和時會使得電感值降低，當電感降低至與系統電容相同時，就會引起諧振過電壓。

5.2.2 諧振過電壓產生的原因。

a.雷雨期間，因雷擊或風雨造成線路發生弧光接地是最常遇到的“激發”因素；

b.系統發生單相瞬間接地時，非接地的兩相電壓會突然升高到線電壓，電壓互感器線圈出現的涌流會使它的激磁電感大為減少。對于勵磁性能差的電壓互感器，就可能使鐵芯改換工作點而進入飽和區，如果系統參數適當，就產生諧振；

c.在電源對只帶電壓互感器的空母線突然合閘，系統運行方式的突變、負荷發生較大的波動等情況下，也會激發起諧振。

6.結束語

我廠10KV及以下電壓互感器中性點是全絕緣的，高壓用戶站的Y接電壓互感器高壓側中性點宜采用不接地運行。在一個系統內接入太多的Y接電壓互感器會使諧振過電壓故障更易發生，解除Y接電壓互感器中性點接地線就破壞了諧振回路，使諧振不能建立。