电压互感器故障分析

　　摘要：本文从电压互感器的组成和工作原理出发，分析了电压互感器常见故障，阐述了电压互感器异常对电网方式的影响，最后提出了几点防范措施。
　　关键词：电压互感器;故障;原理
　　引言
　　电压互感器（压变、PT），是一种将高电压按一定比例变换成一定标准的低电压（通常为100V、100/V），并在相位上与高压保持一定的关系，能准确、实时的反映高压量值变化的设备。它解决了高压难以直接量测的问题，还使得高压与低压有效的隔离，保证了工作人员及二次设备的安全。广泛的应用于测量、保护等环节，是电力系统不可或缺的设备，其能否正常、持续工作，直接关系到系统一、二次设备的安全稳定运行。作为电网运行的指挥者，要想准确、迅速地判断、处理电压互感器异常，就需对电压互感器的结构、原理、故障特性、处理原则有所了解。以下就电压互感器的部分知识点及常见故障分析。
　　1、工作原理
　　电压互感器按工作原理可分为：电磁式电压互感器和电容式电压互感器。电磁式电压互感器其工作原理与变压器相同，主要由铁心和原、副绕组成，特点是容量很小且比较恒定。而电容式电压互感器是在电容分压器的基础上制成，可防止因铁芯饱和引起铁磁谐振外，在经济和安全上较老式的电磁式电压互感器有很多优越之处。图1为电磁式电压互感器（PT）结构图，图2为电容式电压互感器（CVT）原理示意图。
　　
　　2、故障分析
　　电压互感器相关的保护、装置有很多，如电压保护（接地保护）、阻抗保护（距离保护）、高频保护、低频（低压）减负荷。一旦发生故障，上述保护及装置将不得不短时退出运行，有时甚至引起保护误动、爆炸等危及设备、人身安全的严重事故。如何快速、准确处理相关故障，调度的好经验就是事故预想，做到有备无患，下面就针对电压互感器的典型故障作简要分析。
　　2.1高压、低压熔断器熔断
　　电压互感器熔断器熔断，是其最常见的故障。这类故障一般有如下现象：a“.电压回路断线”光字牌亮；b.电压表、有功和无功功率表的指示值会降低；c.三相电压指示不平衡等。在接到运行人员汇报后，调度员应能根据上述现象做出初步判断，并：a.立刻通知人员去现场确认、检查；b.发现压变二次侧熔丝熔断后，可立即进行更换；c.如更换熔丝后再次熔断，则立即停用会误动的保护及装置；d.询问二次回路有没有工作，并对压变一、二次部分进一步检查；e.隔离压变，处理异常。其中要注意的是：a.母线压变故障一般不将正、副母压变二次回路并列，以防止事故扩大。b.在中性点不接地系统中，由间隙性电弧接地引起的暂态过电压等有可能造成电压互感器高压熔丝熔断，这时候由于过电压的存在又可能引起网络绝缘薄弱处的绝缘击穿，造成接地。这两种故障发生时间较短，不易发现，因此在现场发“PT断线”或“单相接地”信号时，应注意区分和检查，不能盲目更换熔丝或拉路查找。
　　2.2铁磁谐振
　　电压互感器（主要针对电磁式电压互感器）正常运行时励磁绕组感抗很大，远远大于对地电容，系统不会发生谐振。但在系统发生单相接地、突然合闸操作等情况时，可使电压互感器饱和，电感减小，出现电感与系统电容相等的情况，从而引发铁磁谐振。由于电压互感器饱和引起的铁磁谐振持续时间一般较长，如不采取有效的消除措施，有可能造成电压互感器烧毁损坏、继电保护装置误动等事故。在发生谐振时，可采取如下方法消除谐振：a.将该母线上的任一备用负荷短时投入；b.对合上的开关重新切合一次；c.用该母线上的备用电源开关合分一次。
　　2.3其他故障
　　电压互感器除了常出现上述异常、故障外，本体还有可能发生内部绝缘损坏、套管爆裂及放电、着火等故障（可能由于谐振引起，也可能引起熔丝熔断，由于故障及现象交叉，这里不做更细划分）。一般会有以下现象：a.本体发热；b.二次侧电压升高或降低；c.内部有放电声和不正常的噪声；d.渗漏油；e.电压互感器内发出臭味或冒烟。
　　异常处理原则：a.如为一般性故障，可远控操作的隔离闸刀，可拉开闸刀隔离；故障严重时，只能通过开关来切断电源。b.电压互感器故障需转检修处理时，相应的母线或线路方式注意调整。c.如本体着火则需选用干式灭火器或砂子灭火。d.将情况汇报有关负责人。电压互感器回路上都不装开关，如直接用电源开关切除故障就会影响到对用户的供电。所以应根据现场实际情况进行处理，一般先进行必要的转移负荷操作。若电压互感器冒烟、着火，来不及调电时，应立即拉开该母线电源开关，然后拉开故障电压互感器隔离闸刀隔离故障，最后恢复母线、线路运行。
　　3、防范措施
　　迅速、准确地处理电压互感器故障非常重要，从根本上解决故障发生的几率也同样重要。根据上述异常可采取如下措施：选择性能较好、质量可靠的电压互感器；加强检修、设备管理，将故障遏制在萌芽状态；在电压互感器二次开口接500W白炽灯或接消谐器、阻尼电阻；尽量避免消弧线圈退出运行；尽量避免产生谐振的操作；提升人员业务素质，掌握必备的互感器知识，做到处理故障时候胸有成竹；强化电网结构，确保在电压互感器发生故障时，不会导致变电所长时间失电。
　　结束语
　　电压互感器是一次与二次电气回路之间连接的重要设备，其发生故障，对电网运行影响很大。了解、熟悉电压互感器的特点，不断总结使用的经验和故障处理的方法，对调度员来说具有很强的现实意义。
　　参考文献：
　　[1]陈炜,裴爱华.电压互感器的使用及其故障分析[J].电力设备,2005,9(6):61-63.