110kV 变电站电压互感器故障原因及解决对策

孙 华

（江苏省电力公司苏州市吴江供电公司，江苏 吴江 215200）

电压互感器与变压器有一定的相似之处，都具有线路电压转换的功能，但两者的目的不同。电压互感器对电压转换的目的，是为了给继电保护装置、测量设备等提供电能，以便其对线路中的电压、电流、功率等进行准确的测量，并且对线路中发生故障后香瓜设备的保护。电压互感器的种类很多，其中电容式电压互感器使用范围最广。在电压互感器运行过程中，一旦发生故障，就会对变电站运行稳定性造成影响，并且电压互感器故障的类型、成因多种多样，需要对其进行认真的分析，提出行之有效的解决措施。

1 电压互感器的结构原理分析

电压互感器的构成部分包括线圈、铁心、绝缘等，其运行原理与变压器相似。其基本结构通常为单相双线圈，当施加电压在一次绕组上时，铁心会产生相应的磁通，同时，在电感应的作用下，二次绕组也会产生电压。绕组匝数改变，两次电压比也不同。被测电压可单使用，也可三相使用，三线圈互感器多一个线圈，正常工作时，三相电压是对称的，第三线上的三相感应电动势之和为零。发生单相接地状况时，第三线圈会起到一定的保护作用。

2 110kV 变电站电压互感器故障原因

现阶段，我国110kV 变电站中采用的电压互感器主要以电容式互感器为主，其主要有电容分压器以及电磁两个单元组成。其中电容分压器又分为分压电容以及主电容两部分；电磁单元包括补偿电阻器、阻尼器、中间变压器。根据不同的电压等级，使用的设备数量、类型等也不尽相同。下面就从电压互感器的各个组成部分出发，分析产生故障的原因：

2.1 电容器故障

在电压互感器正常运行情况下，互感器电压负载为110/根号三kV，分压电容器以及电磁单元负载为20kV。但是在运行过程中，由于工艺水平或其他原因，分压电容器会受到损坏，导致其承受电压荷载的能力下降，其他节承担流经故障处的电压，导致其他节电压升高，对整个系统的运行造成影响。在电容器中，一次绕组末端需要有一个良好的连接点，如果连接点缺失或受损，在一次绕组的末端会形成一个额外的电容，形成悬浮电压，导致电容器一次绕组末端放电，严重情况会导致爆炸事件发生。电容器的油封出现问题也是导致互感器故障的原因之一，主要的问题包括渗油、受潮等，如果受潮，就会对电压以及介质造成干扰，是电容器的容量下降；如果油封出现渗油现象，会导致电容器其他元件升温，使元件变形，严重情况会引发爆炸。

2.2 电磁单元故障

电磁单元主要有中间变压器、补偿电阻器、阻尼器三部分构成。中间变压器出现故障的原因主要表现为变压器密封性以及本身的质量问题。在制造过程中由于制作工艺楼后，或者在运输过程中设备遭到损坏，导致绝缘受损，就会造成在其使用过程中出现绝缘击穿现象，造成绕组短路。密封性如果不合格，设备中可能会进入一定潮湿空气，导致设备受潮，降低绕组的阻性，容易发生击穿现象，对中间变压器造成损坏。另外，底座不严也是造成故障的原因之一，由于底座问题，导致水汽进入，铁心被不断的腐蚀，绝缘老化加快。

2.3 绝缘单元故障

110kV 变电站电压互感器运行过程汇总，电磁单元、电容单元都需要承受一次电压，这就需要在各个单元中设置绝缘保护，避免电压过高对整个系统运行造成影响。绝缘部分故障也是互感器故障主要的表现形式，导致绝缘部分故障的原因很多，包括绝缘部件老化等，在运输过程中，由于缺少必要的保护措施，导致设备绝缘部分受损，影响其绝缘性能；另外，设备使用时间过长，绝缘老化现象严重，但没有及时的更换，导致渗油、密封性差等现象发生，从而引发绝缘故障。

2.4 其他故障原因

除了上述故障原因外，还包括以下几个方面的原因：（1）避雷器故障。现阶段，变电站电压互感器中设置的避雷器种类很多，避雷器材料多种多样，常见的为氧化锌避雷器。如果避雷器本身质量不合格或运输、安装过程中没有严格按照相关标准实施，就会影响避雷器的性能，降低其电压承受能力。（2）在电压互感器投入运行后，管理人员没有对其进行认真的检修，没有及时发现诸如螺丝松动等问题，导致设备二次电压发生异常，严重情况会引发爆炸；（3）在现场安装过程中，安装人员没有按照安装规范进行，并且没有在安装后进行试运行以及必要的调试，导致相关参数存在不匹配现象。

3 110kV 变电站电压互感器故障处理对策

针对110kV 变电站电压互感器故障原因，需要采取有效的措施进行解决，笔者根据多年的工作经验，现提出以下几点建议：

对于电压互感器的制造厂商来说，应该积极采用先进的制造工艺，确保产品的质量；变电运行人员，应该加强对电压互感器的检测工作，包括对其运行频率、电压值等的检测，发现异常及时的进行处理。

对于刚投入使用的电容器，要对其严格把关，保证电容器尾端接触良好，否则应禁止进入使用；检修工作结束后，工作人员在验收过程中，应包括对电容器末端接地情况的验收，这就要求工作人员对相关知识非常了解；设备的巡视，除了本职项目，还要对电容设备的端装置进行检查，看其是否存在渗漏或放电现象；在进行红外测温过程中，也应增加对末端接地位置进行测量，如果发现异常，及时向有关部门汇报。

在变电站系统中安装相应的在线监测系统，对变电站系统运行进行实时检测。如果发生故障，并经过初步判断为电压异常是，可以在带电情况下，通过对电压互感器中电压容量、介质耗损等情况的测量，对故障类型、性质等进行准确的判断。

4 总结

我国电力行业正处于快速发展的新阶段，电网规模逐渐增加。电压互感器在电网运行中起着关键的作用，能够通过对电压的调节，保证电力计量准确性以及继电保护装置正常工作。但是在电压互感器实际运行过程中容易发生各类故障，并且造成故障的原因繁多，这就需要根据通过有效的检测，判断故障类型以及造成故障的原因，采取有效的针对性措施进行处理。

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