变电站电压互感器二次电压异常原因及处理对策分析

变电站电压互感器二次电压异常原因及处理对策分析

【摘要】电压互感器在高压电网中发挥着不可代替的作用，其运行状态影响着电能计量的准确度。然而在实际应用中，电压互感器常会发生一些故障，如二次电压出现异常，影响了整个系统的运行。本文对其原因做了简要分析，并提出了一些对策。

【关键词】500kV；变电站；电压互感器；二次电压异常

引言

电压互感器其实相当于一个变压器，主要负责线路上电压的变换工作，其种类很多，其中使用范围最广的是电容式电压互感器，这种互感器生产成本较低，但具有很高的耐压性和绝缘性，此外，还能进行高频通信，因此在超高压电网中得到广泛应用。然而，由于材料质量、工艺水平以及设计等因素，在运行中常会出现一些故障，二次电压异常的发生率相对较高，引起电压异常的原因是多种多样的，分析起来难度很大，本文结合实例对此进行了分析，并提出一些策略。

1 案例

2013年2月某地500kV变电站在测量电压互感器的二次电压时，测得2号母线电压偏高，约为550kV ，出现二次电压异常。3月份，这条母线停电，等待检修，试验测得，2号母线C21电容量偏差为2.61%，超过了规定值，介质损耗为0.37%，同样超过了规定值。

2 工作原理

电网发展到今天，500kV电网的应用范围逐步扩大，当前的500kV电压互感器以电容式居多，电容式电压互感器主要由两部分组成，一是电容分压器，又可分为主电容和分压电容；二是电磁单元，又可分为阻尼器、补偿电抗器以及中间变压器。电压不同，设备也有所不同，以瓷套为例，110kV的设备有1个，500kV 就有3个，主电容和分压电容都是安装在瓷套内的。

其原理为：利用电容分压器对一次电压进行降压，此时的电压称为中间电压，再通过电磁单元作用，中间电压成为了二次电压。补偿电抗器主要负责电容分压器等效阻抗的补偿工作，减少等值电容对回路压降造成的影响，目的是保证二次电压只受数值极小的回路等效电阻的影响，与一次电压之间获得正确的幅值和相位关系，补偿电抗器两端并联避雷器限制过电压并阻尼铁磁谐振。电容分压器出现故障，高压电容电容量增大或中压电容变小均有可能引起二次电压偏低。

3 运行中出现的障碍及对策

3.1 电容分压器部分电容单元绝缘击穿

该部分是高电压的主要承担者，出现故障的几率很大，因此需多加注意。互感器在运行过程中，由于材料或制造工艺选择的不当，引箔片附近的电场呈极不规则形状的分布，与其他电容单元相比，要承受更大的电场。由于长时间的运行，系统性能有所下降，最终导致电容元件的绝缘部分击穿，其中，最容易被击穿的位置是电容器组连接处的电容元件。如果真空过于干燥，处理温度上升，薄膜吸热收缩，致使铝箔出现严重的横向皱褶，同样会引起电场的不均匀分布，出现绝缘击穿。

以上分析要求我们对以下几点多加注意，对于刚投入使用的电压互感器，其二次电压或开口三角电压非常重还要，需加强监视；在电压互感器运行过程中，一旦上述两点出现异常现象，要对其仔细分析，同时继续观察，对电压的变化状况做好实时记录，为以后进一步分析提供依据；故障录波器装置的启动元件具备较高的灵敏性，如果录波器连续启动，除了录波器自身问题，更应该考虑电容单元部分击穿损坏；一旦部分电容单元击穿，则该单元所承受的电压就会平均施加到其他正常运行的电容单元，致使其电压超过额定值，也存在着击穿的危险，此类故障如果一直下去，速度越来越快，意味着电容单元受损的速度也越来越快。因此，如果在运行过程中，二次电压出现异常，经检测分析后确定是电容单元部分受损引起的，应迅速退出运行状态。

3.2 电容分压器串联电容末端失去接地点

电容分压本身特点要求，在互感器运行中，串联电容的尾端需和大地接触，如果不能接地，或者接地点接触失良，其尾端会形成一个远小于各单元的电容，由于是串联电容，尾端和地之间会因此形成高悬浮电压，以致于尾端放电，轻者会损坏周围元件，重者有可能引起爆炸。当尾端接地点完全失去后，会有一些异常的前兆，如互感器会发出巨响，二次电压不断波动；如果是接触不良，互感器会轻微作响，尾端的接地端子会有相应的发热，二次电压出现波动。工作人员一旦监测到二次电压出现波动，应立即赶至现场首先对互感器的运行状态进行检查，有异常声响发出，则有可能是尾端接触不良或失去接地，需立即退出运行；若没有异常的声响，就应考虑二次电压端子是否接触良好，将情况向上级反映。

为缩减故障的发生率，要掌握一定的应对之策。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，还要对电容设备的尾端装置进行检查，看其是否存在渗漏或放电现象；在测温时，也应增加对末端接地位置进行测量，如有异常，及时汇报上级。

经分析，引发此次故障的原因是第一种，即电容分压器部分电容单元绝缘击穿，应采取相应的措施予以解决。

4 结束语

随着电力行业的不断发展，电网面积不断扩大，尤其是在超高压电网中，电压互感器起着调节电压的重要作用，其运行状态关系着电能计量装置能否准确计量等重要工作。然而在实际运行中，往往会出现许多故障，引起的原因是多样的，必须根据具体情况采取合理手段加以解决。

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