浅析互感器常见故障及处理

尚忠凯 / 西部阳光电力开发有限公司

浅析互感器常见故障及处理

尚忠凯 / 西部阳光电力开发有限公司

电流、电压互感器影响着测量、监控、自动化、保护系统的安全运行和稳定，互感比较重要的几个参数和特点应引起重视：变比、容量、精确度、极性、接地点等。本文将结合威州水电厂的CT和PT的特点，重点研究互感器会投产前后会出现的常见故障及处理方法。

电流互感器；电压互感器

引 言

水电站互感器采用了各种不同型号、不同厂家的设备，以满足不同设备的需求，数量比较繁杂，对于管理者来说是个难题。

1.电流互感器原理

1.1 互感器的原理

无论是电流互感器、电压互感器，其原理都如一台小的降压变压器的功能。它们的区别在于，电流互感器一次侧是串联在高压回路中，电压互感器一次侧是并联在高压回路中。其二次侧与仪表仪器、继电保护装置、变送器联结构成回路，从而将大电流、高压降低小电流、电压，为测量、控制和保护提供一个模拟量。

2.分析断线对保护装置及自动化的影响及处理

2.1 TV断线的判据

微机保护装置有TV判据的功能其判据：

（1）正序电压小于30V,任一相电流大于0.04IN或断路器处于合位状态（用断路器位置触点开入判别）。

（2）自产负序电压大于8V

满足上述任一，且负序电流大于0.2Iqd.set和零序电流小于0.2Iqd.set同时三相电流都小于Iqd.set相电流启动值定值。延时70MS闭锁保护，延时10S报该侧母线TV异常，并发告警信号。

2.2 TV断线闭锁保护

2.2.1 TV断线可能是一次侧，也可能是二次回路断线，其依据是断线后三相不平衡后产生负序电压，且某一相的正序电压降低，且TA正常运行，其值在正常范围内。此时微机保护装置将自动闭锁保护装置，防止其误动作，并发出TV断线的报警信号。

2.2.2 TV二次回路断线的原因很多，可能是接线端子松动或接触不良、回路断路、熔断器熔断或开关的接触不良等造成的，TV二次回路断线后，距离（或低阻抗）保护断线闭锁装置动作，发断线、装置闭锁或故障信号；发二次回路开关跳闸告警信号；电压表指示为零，功率表指示不正常，电能表走慢或停转等。

2.2.3 处理方法。

安全措施:若为保护二次电压断线时，立即申请停用受到影响的继电保护装置，断开其出口回路压板，防止断路器误跳闸。如仪表回路断线，应注意对电能计量的影响。

检查故障:检查一次回路是烧焦的味道或痕迹。检查二次回路，检查保险有无熔断现象，用万用表交流电压挡沿断线的二次回路测量电压。

3.分析二次侧未接地对装置的影响及处理

3.1 二次侧接地的意义

TV、TA二次侧接地的作用是防止一次绝缘击穿后，高压窜入低压危及人身和设备安全。在TA、TV的安装和调试过程中要按认真核对二次侧的接地，确保设备的安全投运。

3.2 TV接地

3.2.1 TV的接地分为一次侧中性点接地、二次侧线圈接地、互感器铁芯接地。三种接地的作用不尽相同。

3.2.2 TV一次侧中性点接地在三相三柱式或三相五柱式中常见，但对于VV形接法的互感器严禁将一次侧中性点接地。

3.2.3 TV二次侧要求有一个接地点。公用电压互感器的二次回路只允许在控制室内有一点地，为保证接地可靠，各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或熔断。

3.2.4 TV外壳上有一个接地柱，是铁心与外壳的接地点，起发全保护的作用。

3.3 TA二次侧有且只有一点可靠接地。

TA有且只能有一点接地，不允许多点接地，它可能会使电流线圈短路，电流无法流入保护装置。 根据电网反措十八条规定：公用电流互感器二次绕组二次回路只允许、且必须在相关保护柜屏内一点接地。独立的、与其他电压互感器和电流互感器的二次回路没有电气联系的二次回路应在开关场一点接地。

3.4 对装置的影响

TA二次侧接地属于保护接地，对装置和测量回路的影响不大。

对于三相五柱式电压互感器而言，会对保护及测量装置产生不利的影响。由于一次侧未接地，二次侧开口三角形中会产生不平衡电压，其保护和测量装置的电压会有一定的下降，使保护误动作。四、分析极性接反对装置的影响及处理

4.分析极性接反对装置的影响及处理

4.1 我国互感器通常采用减极性

4.1.1 一次电流流入互感器时，二次侧电流从互感器中流出，称为减极性；符合这一原则特性的的一次二次端子即为同极性端，简称为同名端。

一次线圈首端为L1，末端为L2;二次侧首端为K1，末端K2;其中，L1和K1是同名端，L2和K2是同名端；

4.1.2 电压互感器的同名端标志：一次线圈首端为A，末端为X;二次侧首端为a，末端x;

其中，A和a是同名端，X和x是同名端。

4.2 互感器极性接反对装置的影响

4.2.1 TA极性接反对保护装置的影响。

对保护装置而言，尤其是带方向的过流保护、方向距离保护、功率方向保护将会误动。

对差动保护而言，作为主保护，会直接跳发电机、主变压器，造成非计划停运。因而在安装与调试的过程中要认真核对TA的极性。

4.2.2 TV极性接反对保护装置的影响。

对于VV形接法TV接反主要引起电压过高，从而使过电压保护动作。

对于三相三柱式TV接反会使得测量的线电压降低，从而引起TA断线报警。

4.2.3 对测量装置的影响。

对测量装置而言，互感器极性接反会引起表计的不准确，电压、电流及相位都会出现偏差，因此要引起重视。

5.分析饱和对装置的影响及处理

5.1 TA饱和

5.1.1 保护TA一般要求保护用的电流互感器在通过15倍甚至是20倍额定电流的情况下，误差不超过5%或10%，当误差较大时即出现不饱和状态。

5.1.2 常见的TA饱和分为稳态饱和与暂态饱和两种。TA稳态饱和产生的原因是一次侧电流过大,引起二次电流不能正确传变一次电流，二次电流将减少;TA暂态饱和产生的原因是由于发生短路故障中，其中含有大量非周期分量进入电流互感器造成的饱和。

5.1.3 。

我厂在进行设备调试过程，由于选型的错误或TA的型号与设计不符，很可能出现TA饱和的状态，因此应认真核对，尤其是在调试过程中及时发现问题。同时在运行方式中也可以采取一些措施,从而避免TA饱和的发生:

a.10KV厂工作段及400V侧均采用分列运行的方式即正常情况下，一台变压器分别带一个工作段，供电可靠性的降低可通过备用电源自动投入等方式补救。从而可以降低短路电流。

b.适当可以增大保护级TA的变比.

c.优化节构，尽量减少保护装置与TA二次回路的长度，减少其二次负载的大小，从而降低TA饱和发的机率。(因为二次阻抗越大，TA 负荷越大，TA 越容易饱)

5.2 TV铁芯饱和

5.2.1 谐振过电压。

通俗的讲，谐振过电压是指系统中的电感与电容相等，从而产生谐振，由于谐振又引起过电压。需要指出的是，TV铁芯饱和是产生谐振的必要非充分条件，TV饱和时会使得电感值降低，当电感降低至与系统电容相同时，就会引起谐振过电压。

5.2.2 谐振过电压产生的原因。

a.雷雨期间，因雷击或风雨造成线路发生弧光接地是最常遇到的“激发”因素；

b.系统发生单相瞬间接地时，非接地的两相电压会突然升高到线电压，电压互感器线圈出现的涌流会使它的激磁电感大为减少。对于励磁性能差的电压互感器，就可能使铁芯改换工作点而进入饱和区，如果系统参数适当，就产生谐振；

c.在电源对只带电压互感器的空母线突然合闸，系统运行方式的突变、负荷发生较大的波动等情况下，也会激发起谐振。

6.结束语

我厂10KV及以下电压互感器中性点是全绝缘的，高压用户站的Y接电压互感器高压侧中性点宜采用不接地运行。在一个系统内接入太多的Y接电压互感器会使谐振过电压故障更易发生，解除Y接电压互感器中性点接地线就破坏了谐振回路，使谐振不能建立。