互感器在运行中的常见故障与处理方法

程斌 王海峰 于强

摘 要:本文介绍了互感器的结构以及其工作原理,并主要阐述了互感器在日常运行中的故障现象和处理方法。

关键词:互感器一次侧二次侧开路事故处理

中图分类号:TM93 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(c)-0072-01

互感器是按比例变换电压或电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流(5A或1A,均指额定值),以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统,以保证人身和设备的安全。

目前,电力系统中使用的电流互感器(CT)一般为电磁式,电流互感器原理与变压器类似也是根据电磁感应原理工作,变压器变换的是电压而电流互感器变换的是电流罢了。接被测电流的绕组,称为一次绕组(或原边绕组、初级绕组);接测量仪表的绕组,称为二次绕组(或副边绕组、次级绕组)。电流互感器一次绕组电流与二次绕组的电流比,叫实际电流比。电流互感器在额定工作电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比,用Kn表示。Kn=一次电流/二次电流 电流互感器的结构较为简单,由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。其工作原理与变压器基本相同,一次绕组的匝数(N1)较少,直接串联于电源线路中,一次负荷电流通过一次绕组时,产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流;二次绕组的匝数(N2)较多,与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷(Z)串联形成闭合回路,由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数,电流互感器额定电流比电流互感器实际运行中负荷阻抗很小,二次绕组接近于短路状态,相当于一个短路运行的变压器。电流互感器在正常运行中,二次回路不得开路。

电磁感应式电压互感器其工作原理与变压器相同,基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定,正常运行时接近于空载状态。电压互感器本身的阻抗很小,一旦副边发生短路,电流将急剧增长而烧毁线圈。为此,电压互感器的原边接有熔断器,副边可靠接地,以免原、副边绝缘损毁时,副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构,其原边电压为被测电压(如电力系统的线电压),可以单相使用,也可以用两台接成V-V形作三相使用。实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的,以适应测量不同电压的需要。供保护接地用电压互感器还带有一个第三线圈,称三线圈电压互感器。三相的第三线圈接成开口三角形,开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。正常运行时,电力系统的三相电压对称,第三线圈上的三相感应电动势之和为零。一旦发生单相接地时,中性点出现位移,开口三角的端子间就会出现零序电压使继电器动作,从而对电力系统起保护作用。线圈出现零序电压则相应的铁心中就会出现零序磁通。为此,这种三相电压互感器采用旁轭式铁心(10kV及以下时)或采用三台单相电压互感器。对于这种互感器,第三线圈的准确度要求不高,但要求有一定的过励磁特性(即当原边电压增加时,铁心中的磁通密度也增加相应倍数而不会损坏)。电磁感应式电压互感器的等值电路与变压器的等值电路相同

在电力系统中,互感器在日常运行时,当发现互感器有以下几种状况时:(1)电压互感器高压侧保险连续两次熔断。(2)互感器内有严重放电声。(3)互感器与严重发热、冒烟、发出焦味。(4)危及人身和设备安全。(5)引线与外壳有火花放电。(6)互感器外壳破例,要紧急停运互感器。对于互感器来说在日常运行的故障主要有两方面,一是电压互感器保险熔断,另一种是电流互感器二次侧开路。这两种只要方法得当处理及时,不影响整个电力系统正常运行。

作为运行人员,当看听到警铃响,同时看到“PT断线”或“电压回路故障”信号发出;相应电压表指示到零;有、无功指示降低或直接为零时,我们应该知道电压互感器的保险熔断,应立即停运可能误动保护及自动装置,判明故障电压互感器,然后带备用一次和二次的备用保险和工具检查互感器。进入现场后,我们应该先检查二次保险是否熔断或跳闸,如果二次保险熔断可以换上备用保险或合上开关试送一次,不成功不能再送,此时应通知检修人员处理。如果二次保险正常、一次侧保险熔断,应将电压互感器停电,若熔断两相或一相熔断更换保险后再次熔断应该检测绝缘是否合格无问题后,更换保险方可重新投入运行。如果上述方法不能排除电压互感器的故障,此时我们应当确定电压互感器内部发生故障。电压互感器内部放生故障常会引起火灾或爆炸,当我们确认电压互感器内部故障后,应使用电源断路器将故障电压互感器切断,此时严禁用隔离开关断开故障电压互感器。因隔离开关没有灭弧能力,若用隔离开关断开故障,还可能引起母线短路,使设备损坏或造成人身伤亡事故。电压互感器上都不装开关,如果直接用电源短路器切除故障就会直接影响用户供电,所有要根据现场实际情况来处理。若时间允许先进行必要的倒母线操作,使来开故障电压互感器设备时不影响系统供电。若互感器着火、冒烟,来不及进行倒母线时,应立即来开该母线电源线短路器,然后来故障电压互感器隔离开关隔离故障,再恢复母线运行。

电流互感器在正常运行中,二次回路接近于短路状态,一般为无声,电流互感器故障时常伴有声音和其他现象发生。当电流互感器二次突然开路时,在二次线圈产生很高的感应电势,其峰值可达几千伏以上,危及在二次回路上工作人员生命和设备安全,而且高压可能电弧起火花。其次,由于铁芯的磁通急剧增加,达到高饱和状态。铁芯损耗发热严重,可能损坏电流互感器的二次绕组。此时,因磁通密度增加引起非正弦,使硅钢片震动极不均匀,从而发生较大的噪声。我们运行人员在系统运行中,当我们听到警铃响,看到“CT断线”或“电流回路故障”信号发出;相应电流表指示到零,有功、无功指示降低,电度表读数减少;故障电流互感器声响异常,严重时开路点与火花放电声和焦臭味。这时我们应该停运可能误动的保护;对CT二次回路进行检查,寻找开路点;在查找过程中应穿绝缘靴,带绝缘手套;设法降低电流,做好安全措施后将故障电流互感器二次侧短路,如果短路后仍有异常响声,说明电流互感器内部开路,应申请停电处理。

互感器是电力系统中不可或缺的基本器件,在日常运行中出现的故障只要处理及时、方法正确就可以避免对整个电力系统造成影响。以上是本人运行工作几年总结出的关于互感器在日常运行中出现故障的处理经验,希望对广大电气运行运行人员有所帮助。

参考文献

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