110kV變電站電壓互感器常見故障與處理措施

王定仙

摘 要：110kv變電站是我國覆蓋范圍最廣、數(shù)量最多的變電站，變電站設(shè)備之間的電壓一般采用電壓互感器調(diào)壓。電壓互感器內(nèi)的阻抗較小，因此一旦發(fā)生線路故障將對設(shè)備和變電站設(shè)備管理人員造成較大的危險，為此需要加強(qiáng)電壓互感器的故障分析于處理。本文主要講述了110kv變電站電壓互感器的常見故障和有效的故障處理措施，旨在為110kv的變電站安全運行提供一些管理建議。

關(guān)鍵詞：110kv變電站;電壓互感器;故障;安全

引言：電力是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是提升生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)保障。隨著我國電網(wǎng)建設(shè)范圍和建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，一、二、三、四類變電站基礎(chǔ)設(shè)施及其配套設(shè)施的功能及安全保護(hù)功能也在不斷的提高。各類變電站中應(yīng)用了先進(jìn)的變電管理設(shè)備，用以保證我國電網(wǎng)輸電電壓整體運行的穩(wěn)定。電壓互感器是一種常見的變壓設(shè)備，與變壓器不同的是電壓互感器主要應(yīng)用于繼電保護(hù)裝置、測量儀表線路電壓的變換，其容量較小，從幾伏安到1000伏安不等。此外，變壓互感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運行方式在實際應(yīng)用中也和變壓器差異較大，正常運行狀態(tài)下所受的影響因素較多，因此故障問題也較多。了解和解決電壓互感器故障則成為保證110kv變電站電壓系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)條件。

一、110kv變電站電壓互感器的常見故障

（一）電容器的故障

電容器是電壓互感器的裝電容器，有兩塊金屬電極和一層絕緣電介質(zhì)構(gòu)成。電容器決定了電壓互感器邊電壓的量，電容器一旦發(fā)生故障則110kv變電站電器設(shè)備之間則無法安全整正常的工作。電容器正常運行狀態(tài)下110kv變電站電磁單元的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷為20kv，而電壓互感器的荷載標(biāo)準(zhǔn)為 110/3kV。當(dāng)電壓互感器收到其他因素的影響，導(dǎo)致電容器發(fā)生故障，例如老化、燒壞、連接點脫落等等情況，電壓互感器的一次繞組則會發(fā)生放電現(xiàn)象或懸浮電壓，這種故障的引起的安全事故對于設(shè)備與人員安全影響較大。此外，電容器故障還可能是油箱受潮或漏油，這種問題會影響電容器的電介質(zhì)，并對其造成干擾，指導(dǎo)電容器變電壓的容量發(fā)生變化，，電容器內(nèi)部則會劇烈升溫，燒壞整個電容器，此時會影響變電站電壓的穩(wěn)定性。

（二）電磁單元的故障

電磁單元是電壓互感器的組成設(shè)備，結(jié)構(gòu)包括阻尼器、補(bǔ)償電壓器、中間變壓器等。電磁單元是電壓互感器中較為脆弱的一個部分，電磁之間具有較強(qiáng)的敏感性，因此無論是哪個部件的損壞都會對電壓互感器造成較大的影響。引發(fā)電磁單元的主要因素是電磁單元設(shè)備自身的問題和運行環(huán)境潮濕的問題。設(shè)備自身問題毋庸置疑會嚴(yán)重影響110kv變電站邊電壓的安全性和穩(wěn)定性，而潮濕的環(huán)境會影響電磁單元的繞組阻性，影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的電磁水平，導(dǎo)致輸電過程中變電壓功能失常。

（三）絕緣單元的故障

110kv變電站運行中，電壓互感器的絕緣單元是防止內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間線路發(fā)生短路、電火花的重要組成部分，簡單來講就是電壓互感器的絕緣保護(hù)功能。110kv變電站正常運行的過程中電壓互感器內(nèi)部線路之間運輸較大的電流，依靠絕緣單元防止各線路單元之間發(fā)生電火花或電火弧，而當(dāng)內(nèi)部的絕緣電源損壞或者老化，各路線路之間的絕緣功能降低，電壓虎談起內(nèi)部結(jié)構(gòu)的絕緣保護(hù)功能也逐漸的減低，因此很容易引起放電現(xiàn)場，也是潛藏的巨大的安全隱患。

（四）其他故障

除電容器、電磁單元和絕緣單元故障外，110kv變電站電壓互感器還可能出現(xiàn)以下以一些故障：（1）郵箱溫度持續(xù)升高的故障，這主要是由于運行時間較長或油箱在潮濕環(huán)境下長時間運行所致;（2）避雷針擊穿故障，這主要是由于電壓互感器內(nèi)部元件受損導(dǎo)致;（3）電壓互感器的綜合性能較差，耗能較高，使用壽命較短，這主要是由于電壓互感器自身質(zhì)量不達(dá)標(biāo)所致，包括變壓互感器制造工藝和制造材料的不達(dá)標(biāo)。

二、110kv變電站電壓互感器故障處理措施

（一）加強(qiáng)多樣故障監(jiān)測法的應(yīng)用

鑒于電壓互感器發(fā)生故障后引起的安全事故損失較大，因此要對電壓互感器采用先進(jìn)的自動監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測其運行的狀態(tài)。準(zhǔn)確的來講就是為電壓互感器設(shè)計安全監(jiān)測系統(tǒng)，在相應(yīng)的設(shè)備上安裝傳感設(shè)備，監(jiān)測電壓互感器及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)運行的溫度、適度、絕緣性能等，構(gòu)建110kv變電站數(shù)據(jù)信息庫，自動采集各個階段電壓互感器運行的狀態(tài)與參數(shù)，根據(jù)監(jiān)測參數(shù)或設(shè)定的自動預(yù)警參數(shù)的提示來提取維護(hù)或更換老舊元件及設(shè)備，保證電壓互感器運行的安全性。由于電壓互感器的故障不易被輕易發(fā)現(xiàn)，為了提高電壓互感器運行監(jiān)測的準(zhǔn)確性，建議采用多樣的故障監(jiān)測法監(jiān)測電壓互感器。如采用多種監(jiān)測儀器監(jiān)測，結(jié)合看、聽、摸等經(jīng)驗檢測法，全面了解電壓互感器的整體運行狀態(tài)，科學(xué)分析各項運行指標(biāo)，綜合判斷電壓互感器的安全性。一旦發(fā)現(xiàn)故障或可能發(fā)生的故障要立即采取有效措施處理。

（二）選擇符合國家標(biāo)準(zhǔn)的電壓互感器

110kv變電站在建設(shè)初期，首先要選擇各類制造質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)符合國家四類變電站建設(shè)的安全標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備及其元件，從正規(guī)的渠道選購電壓互感器。并且，還需要結(jié)合四類變電站變電的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合其他的設(shè)備元件，選擇與110kv變電站其他的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備運行相匹配的電壓互感器，詳細(xì)的了解各類電壓互感器的使用壽命、綜合性能。此外，為了防止電壓互感器避雷針擊穿時間，電壓互感器建議不設(shè)置避雷針，由110kv變電站根據(jù)變電站內(nèi)電網(wǎng)的設(shè)計科學(xué)的安裝避雷針。總之，110kv變電站建設(shè)時期要加重電壓互感器的選擇與安裝工藝，為電壓互感器的安全穩(wěn)定運行排除建設(shè)期的故障，奠定電壓互感器整體運行的安全狀態(tài)。

（三）加強(qiáng)電壓互感器的安全維護(hù)

變電站的安全運行所受的危險因素較多，110kv變電站電壓互感器正常運行狀態(tài)下也存在著較多的不確定性危險因素影響輸電的完全性與穩(wěn)定性。因此，定期維護(hù)電壓互感器及其110kv變電站其他基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備是防治電壓器故障發(fā)生的有效措施之一。電壓互感器的安全維護(hù)可分為定期維護(hù)和不定期維護(hù)。定期維護(hù)指間隔時間較長的大維護(hù)，而不定期維護(hù)指日常維護(hù)。變電站應(yīng)該配有專業(yè)的電壓互感器維護(hù)技術(shù)人員負(fù)責(zé)電壓互感器的維護(hù)工作，并做好日常的維護(hù)記錄。在該工作的基礎(chǔ)上，可以構(gòu)建110kv變電站信息化平臺，電壓互感器維護(hù)技術(shù)人員可采用移動設(shè)備記錄維護(hù)數(shù)據(jù)，并通過聯(lián)網(wǎng)功能上傳至變電站信息管理平臺，集中管理電壓互感器運行狀態(tài)，這對于分析電壓互感器的故障有著重要的意義。

（四）重視電壓互感器的優(yōu)化改造

電壓互感器的性能是影響故障發(fā)生的原因之一。由于電壓互感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，才容易出現(xiàn)各類的故障。110kv變電站專業(yè)技術(shù)人員條件充足時，可具體針對站內(nèi)電壓互感器發(fā)生的問題對低壓互感器進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化電壓互感器的功能。

結(jié)語

綜上所述，110kv變電站電壓互感器常見故障主要有電容器、電磁單元、絕緣單元等故障，減少電壓互感器的故障需要做好電壓互感器的故障監(jiān)測、日常的設(shè)備維護(hù)管理，建設(shè)110kv變電站時要選擇符合國家安全標(biāo)準(zhǔn)的電氣互感器，在日常管理中還要加強(qiáng)對電壓互感器安全應(yīng)用的觀察與故障分析，科學(xué)的優(yōu)化電壓互感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，改善電壓互感器的結(jié)構(gòu)及其功能，提升電壓互感器在應(yīng)用過程中的安全性能。總之，要綜合各類故障因素全面預(yù)防故障的發(fā)生和保護(hù)，減少故障或規(guī)避電壓互感器故障帶來的安全隱患。

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