110 kV变电站电压互感器故障原因分析

何东皓 刘桂芳

(国网浙江义乌市供电公司，浙江 金华 322000)

110 kV变电站电压互感器故障原因分析

何东皓 刘桂芳

(国网浙江义乌市供电公司，浙江 金华 322000)

对110 kV变电站电压互感器的故障原因进行了分析，并提出了相关的改进措施，以确保变电站各项工作顺利进行，保证社会生活的健康、有序。

变电站；电压互感器；故障；改进措施

0 引言

目前，在电力系统运行过程中，绝大多数故障都是由整体、局部的过热或温度分布不均引起的。为了有效预防电力设备运转温度过高，变电站纷纷采用了红外测温的检验方法，通过对电力设备运行状态的检测，及时有效地监控设备温度，有效避免了由于设备故障造成的经济损失。电压互感器主要是由电容分压器和电压电磁单元构成，由于受工艺水平、通过电压、设计经验和原材料选取等因素的影响，在变电站的使用过程中，电压互感器会出现各种类型的故障，导致整个电力系统无法安全可靠运行。因此，当前有必要对110 kV变电站电压互感器的故障原因进行分析。

1 110 kV变电站电压互感器故障的发现

在人们的日常生产生活中，110 kV变电站扮演着重要的角色，其电压互感器的运行是否正常，对于变电站的工作效率会有直接的影响。电压互感器在长时间的超负荷运行状态下，会内部温度过高，二次输出电压将会出现异常，从而对整个变电站的正常运行造成影响。针对这种情况，若不及时予以检测维修，一般会导致变电站异常运行，严重时甚至会对变电站工作人员的生命安全构成威胁。依据变电站的常见故障分析经验可知，使用电压互感器时，若电压互感器的同类温差超过0.5 ℃，就说明其局部或整体过热，应及时停运，并对其进行检测修复。而电容式电压互感器(CVT)的出现有效解决了这个难题，其由于价格低廉、性能较好和使用寿命较长，目前已普遍运用于变电站中，颇受人们的青睐。电容式电压互感器除了具有普通电磁式电压互感器的功能外，还综合了电容器的诸多优点，其运用在变电站中可确保其本身温度长期处于正常状态，不至于因局部或整体过热而出现故障。虽然电容式电压互感器在110 kV变电站中是最常见的电力设备，但受其自身结构设计、原材料和工艺水平的影响，在具体使用过程中，其若导致其他设备发生故障，也会对整个电网的正常运行产生影响。

红外热成像技术主要是通过非接触方式来检测设备温升，诊断设备的运行状态，它具有使用安全、操作简便、时效性强的优点，相比同类传统预防性试验，其可使停电时间大为减短，并可通过热成像分布准确判断电压互感器内部存在故障的具体位置，以消除安全隐患，因而，红外热成像技术在电压互感器的维护中被广泛运用。2012年，在对某110 kV变电站进行年度红外测温时，测出TV的A相最高温度是39.9 ℃，B相最高温度是37.8 ℃，C相最高温度是37.4 ℃，其中A相和C相的温差高达2.5 ℃，接下来检测出TV二次输出电压出现异常。根据相关温度标准，电压互感器的三相温差应严格控制在1.5 ℃以内，同类温差应在0.5 ℃以内。观察红外热成像仪拍摄到TV三相照片可发现，该TV下半部分的温升已超过1.5 ℃，属重大缺陷，根据红外热成像图谱初步分析，是TV内部损耗过度引起的。

2 110 kV变电站电压互感器故障分析

2.1 电压互感器结构原理

图1 CVT结构原理图

2.2 故障原因

2.3 解体检查及故障处理

根据检测结果和现场情况分析判断，认为故障原因是氧化锌避雷器击穿导通，这就需要电力系统的工作人员结合CVT的实际运行状况，对底座油箱的每个单元进行细致的解体检查，分别测量电磁单元和氧化锌避雷器的绝缘电阻及CVT一次绕组的直流电阻，进而确保氧化锌避雷器的正确运行。检测结果是一次绕组直流电阻正常，但氧化锌避雷器的绝缘电阻却低于10 MΩ；随后将其与电磁单元断开，再对电磁单元进行变比测试，结果显示正常。检测结果证明了判断是正确的。

3 改进措施

(1) 因为CVT存在连接性强的特点，如果将瓷套内的电磁单元一次端进行拆解，很难在预防性试验和故障分析时对电磁单元的绝缘特性进行检测分析，会增加变电站日常维护的工作量。所以，可建议厂家改进工艺水平，用一根小管把一次端从瓷套内引出。同时，严格按照生产厂家提供的测试电容量和电磁单元的绝缘介质对电容分压器进行安装维护，避免一些常规性错误的发生。

(2) 因为CVT是安装在母线及线路上的，所以停电检修较为困难，并且检修时间较长，严重影响了变电站的正常运行。因此，建议制造厂提高油箱电磁单元电气部分和底端瓷套连接部分的绝缘强度，严把工艺设计关，确保适当的连接线对地和器件之间的距离，严控出厂试验，保证各部件的质量，这样才能有效预防电磁单元故障的发生。

(3) 加强变电站工作人员使用、维护新设备的培训，如认识电压互感器铁磁谐振现象。若断开断路器后母线电压依旧较高，电压互感器有异音发出，那么这种现象就是电压互感器铁磁谐振，它会引起电压互感器磁超量和线圈过热等问题，如果能够及时发现并加以解决，就可防止电压互感器被损坏。一般采取的解决方法为：迅速断开其中一组电压互感器的刀闸或者断路器的前、后2个刀闸。消除电压互感器的谐振后，需全面而细致地对电压互感器实施检查，预防电压互感器在运行时出现问题。为防止空母线的电压互感器出现铁磁谐振问题，可对其运行、操作方式进行改良。

(4) 鉴于当前供电公司已经多次出现因避雷器损坏造成的CVT故障，导致变电站不能正常运行。所以，CVT的制造厂家应严格遵守国家电网公司的相关规定，合规生产CVT，避免CVT再次因避雷器损坏。

4 结语

随着我国社会经济的快速发展以及电力行业的日益兴盛，作为电力系统中最常见的电力设备，电压互感器在110 kV变电站中发挥着极其重要的作用。在对电压互感器中存在的故障进行分析时，需要工作人员结合设备实际运行情况，认真进行检测，并依据测量结果对电压互感器进行细致的分析，究其存在问题的原因采取行之有效的措施，以确保电压互感器的正常运转，保证变电站有条不紊地运行，为社会、经济的顺利发展提供坚实的后盾。

[1]邢磊，徐凌，胡会永.新乡新亚纸业集团110 kV变电站工程敞开式高压组合电器(COMPASS)的应用[J].科技风，2009(23)

2014-06-24

何东皓(1984—)，男，浙江诸暨人，助理工程师，研究方向：变电运检。