胡成龙
阿拉尔盛源热电有限责任公司，新疆 阿拉尔市 843300
摘要：目前电力系统中110kV及以上电压等级多采用电容式电压互感器(capacitor voltage transformer，CVT)。CVT在正常运行时接近空载，其温升一般并不明显，一旦出现较大温升，说明该设备出现了较大的问题，需要立即处理。特别是当运行状态下的CVT二次线圈出现短路故障，将产生很大的短路电流，致使二次线圈异常发热甚至烧毁，严重时危及设备、系统及人身安全。因而在日常运维过程中，提高CVT试验数据准确性，对设备健康状态评价十分重要。
关键词：220kV变电站；电压互感器；故障及处理
引言
随着社会的发展，社会生产和生活对电力系统的稳定性和安全性提出了更加严格的要求。电压互感器是电力系统中重要的组成部分。保障电压互感器正常工作，一定程度上就是保障电力系统正常运作。现阶段多利用红外探测器来保障电压互感器的稳定运行，但是随着时代的不断发展，人们对电力系统提出了更加严格的要求，需要严格落实电压互感器的保障工作。其中，改善电压互感器故障是现代电力发展和科技发展关注的一个重点。
1 CVT基本原理概述
CVT由主电容C1、分压电容C2、中间变压器T、二次绕组a－x、剩余绕组da－dx、阻尼器、补偿电抗器L、保护间隙P、限流电阻Ｒ等部件组成。其中J为载波装置，如无载波装置，则该处直接接地，其工作原理为利用电容器的分压作用，将安装处高电压变为中压，再通过中间变压器降为57.7V和57.7V的电压，为电压测量以及继电保护装置提供电压信号。CVT在整个组装、出厂、安装、运行期间需要进行包括工频交流耐压、局部放电试验、绝缘检查、电容量、介质损耗等多项试验项目在内的不同类型的试验，但当设备投运后，能够对设备状况进行检测跟踪的主要是依靠带电红外测试和周期性停电进行的预防性试验，这其中以电容量测试、介质损耗测试、绝缘电阻测试等常规试验项目为主，必要时辅以绝缘油处理、工频交流耐压试验、局部放电试验等。
2 220kV变电站电压互感器常见故障
2.1空母线谐振
小电流接地系统的母线投产时除电压互感器和LA外没有接地点。由于三相对地电容不平衡，所以对地电压不一样，当电压互感器的感抗和母线对地容抗相等时产生谐振。谐振不严重时，三相对地电压有不同程度的上升和下降，严重时相电压可超过线电压，同时电压表有不同程度的抖动、线电压不变。消除的方法是改变系统对地电容，一般在空母线谐振时发出所内变、电容器、一条线路等谐振便会消除。在开口三角接线处加装消谐装置或消谐电阻也能在一定程度上抑制谐振。母线投运时接入消弧线圈可以有效抑制谐振，发出配电线路后（必要时）再将消弧线圈退出。
2.2小电流接地系统接地电压互感器在系统单相接地或雷击时保险断
电压互感器运行电流远小于熔断器熔丝额定电流，电压互感器不出现内部故障不会熔断。一些质量较差的电压互感器在系统单相接地时铁芯磁场接近饱和，电流增大可导致保险断，尤其是接地的瞬间电流激增造成保险断。感应雷电波是三相一致的零序波，电压互感器的零序阻抗很小，当雷电波使铁芯磁场接近饱和时会造成保险断。一相保险熔断时，根据二次负荷的大小和接线的不同，熔断相的对地电压和相间电压下降，非熔断相的对地电压和相间电压不变；两相保险熔断时，非熔断相对地电压不变，熔断相对地电压不变或下降、也可为零，但非熔断相相间电压降至相电压，熔断相为零或很低。采用质量较高的电压互感器是解决此问题的非常好的方法，选用在2倍额定电压不进入饱和区（可连续运行8小时以上）的产品，也可选用中性点加装第四只互感器的方法，在中性点加装电阻或非线性电阻是一种临时方法。
3 220kV变电站电压互感器故障处理措施
3.1选用全密封型产品
选用全密封型产品是防止进水受潮十分有效的措施。在新建的变电所（站）中应首选这类产品，防止劣质产品或已淘汰的品种进入电力系统。对运行中的老旧互感器应加强管理，对非金属全密封型互感器（胶垫与隔膜密封），应根据具体情况，分期分批逐步改造为金属全密封型结构。对尚未改造的互感器，每年应利用预防性试验或停电检修机会，对各部位密封进行检查，对老化的胶垫与隔膜应及时更换；对隔膜上有积水的互感器，应对本体绝缘及油进行有关项目试验，不合格的应退出运行；对充氮密封的互感器，应定期检测其压力；对运行20年以上绝缘性能与密封结构均不理想的老旧互感器，应考虑分期分批进行更换，或安排进行更换内绝缘及其他先进结构的技术改造，以提高其运行可靠性。在进行密封改造前，应按规程进行有关试验，当绝缘性能良好时，方可进行改造，以保证改造质量。
3.2对新安装和大修后的电压互感器，应进行检查和测试
对国产的电压互感器，在投运前应进行油中溶解气体分析及油中微量水分、本体和绝缘支架（宜在互感器底座下垫绝缘）的介质损耗因数的测量，同时还应进行额定电压下及1.5倍（中性点有效接地系统）或1.5倍（中性点非有效接地系统）最高运行电压下的空载电流测量，并将测量结果与出厂值和标准值进行比较。必要时还应增加试验项目，以查明原因。不合格的互感器不得投入运行，在投运前要仔细检查密封和油位情况，有渗漏油的互感器不得投运，对多次取油样后油量不足的互感器要补足油量（防止假油位）。当补油较多时，应按规定进行混油试验。互感器在安装、检修和试验后，投运前应注意检查电压互感器高压绕组的X（或N，B）端及底座等接地是否牢固可靠，应直接明显接地，不应通过二次端子牌过渡，防止出现悬空和假接地现象。此外互感器构架应有两处与接地网可靠连接。
3.3过热异常故障预防
3.3.1加强红外测温
需优化与落实电压互感器的红外监测和普通测温，尤其是停电状况下的机械测温工作。另外，需建立异常设备温控变化图谱，结合大数据技术与红外测温技术进行电压互感器的实时测温对比工作，继而有效预防电压互感器过热异常故障。
3.3.2二次电压监测
除了外部监测过程，还需要有效落实内部监测过程。在电压互感器中，需要有效监测二次电压数值。在日常巡视中，应该加强监测，并记录电压互感器的二次电压，结合有效的红外监测设备，形成内外双重监测，从而最大限度地降低电压互感系统发生故障的概率。
3.3.3改进密封结构
通常，电压互感器在其设备下端的连接处未安装密封圈，因此在设备运行过程中会有雨水渗入，继而造成设备故障。所以，需要有效密封电压互感器的下端，将可能渗水或者与外部联通的地方进行密闭和防水处理，有效杜绝外部环境对电压互感器的影响。
结语
电压互感器发生异常发热现象是由多方面原因造成的。因此，当设备发生故障时需要对其进行全面检验，包括电容检验、电阻检验以及设备渗水检验，以及时确定故障原因，方便后续的维修工作。同时，在日常的生产过程中也需要加强对电压互感器的监控、维修和维护，一方面保证设备正常运行，另一方面有效杜绝故障和意外的发生，以提高我国电力系统的安全性和稳定性。
参考文献
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