關(guān)于10kV變配電所電壓互感器燒損的原因及對(duì)策

談志強(qiáng) 遲志鵬 李斌斌

摘 要：對(duì)于配電所電壓互感器的燒損原因進(jìn)行分析，并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況，提出解決問題的對(duì)策和方法。

關(guān)鍵詞：配電所；電壓互感器；燒損；對(duì)策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.140

電壓互感器是鐵路變配電所的重要設(shè)備，是一、二次系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)元件，在變配電所的安全運(yùn)行過程中起到了保護(hù)、監(jiān)控的重要作用，因各方面的原因管內(nèi)10kV配電所每年都會(huì)發(fā)生燒損電壓互感器的情況，嚴(yán)重影響信號(hào)供電的安全，干擾鐵路運(yùn)輸安全。下面簡(jiǎn)單探討一下電壓互感器的燒損原因及對(duì)策。

1 電壓互感器原理及使用情況

電壓互感器是一個(gè)小容量的變壓器，其工作原理、基本結(jié)構(gòu)、繞組的連接方式都與電力變壓器相同；電壓互感器具有額定的電壓比。在變配電所主要采用有兩只或三只互感器組成的互感器組，少量使用單只電壓互感器；分別應(yīng)用于線路和母線保護(hù)和監(jiān)控，使用的電壓互感器二次都具有兩個(gè)線圈，其中一個(gè)用于測(cè)量電壓回路，用于監(jiān)控線路電壓情況；另外一個(gè)用于保護(hù)電壓回路，為保護(hù)提供電壓值，輸出電壓為110V或者是220V；電壓互感器在正常運(yùn)行中，其副繞組所接測(cè)量?jī)x表和繼電器的電壓線圈阻抗很大，二次電流很小，電壓互感器副邊工作近似開路狀態(tài)，相當(dāng)于變壓器副邊空載運(yùn)行。為此，電壓互感器副邊必須加裝熔斷器，副繞組一端必須可靠接地。

2 燒損的原因分析

經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，2017年某市供電局的10kV配電所共發(fā)生燒損的互感器的故障9起，燒損電壓互感器共計(jì)11只，其中JDZ-10型10只，JDZJ-10型1只，其中線路電壓互感器燒損4只，母線電壓互感器燒損7只。經(jīng)了解所燒損的電壓互感器均未裝設(shè)阻尼裝置，具體情況如下：

通過對(duì)互感器的絕緣等情況的分析，具體原因分析如下：

（1）電壓互感器諧振原因。①當(dāng)線路空載或在送電的過程中，當(dāng)線路容抗與電壓互感器組等設(shè)備感抗相一致時(shí)，容易發(fā)生諧振；發(fā)生諧振時(shí)由于各相對(duì)地參數(shù)不平衡，加上合閘瞬間相位角的原因，導(dǎo)致一相至兩相，甚至三相同時(shí)出現(xiàn)諧振現(xiàn)象，此時(shí)電壓互感器組的開口處電壓升高，超過定值，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 ②當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障點(diǎn)流過電容電流，未接地的兩相相電壓增大根號(hào) 3倍，這將嚴(yán)重影響線路和電氣設(shè)備的安全運(yùn)行（此時(shí)電壓互感器的勵(lì)磁阻抗很大，故流過的電流很?。?。

（2）電壓互感器的直流電阻原因。鐵路變配電所的電壓互感器采用中性點(diǎn)直接接地的形式，線路電壓互感器組一般采用兩只單相電壓互感器VV接線的方式，母線電壓互感器組一般由三只單相電壓互感器或由JSJW-10型單只構(gòu)成，一般采用Yyn0的接線方式。兩只或三只單相電壓互感器組，由于每只電壓互感器的直流電阻不盡相同，在運(yùn)行過程中，每只電壓互感器所分配承載的電壓值不同，特別在故障情況下，各只電壓互感器的承載電壓更會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重不平衡，對(duì)電壓互感器的絕緣水平損壞較大，長(zhǎng)時(shí)間的故障運(yùn)行，會(huì)出現(xiàn)絕緣擊穿，發(fā)生電壓互感器燒損情況。

（3）電壓互感器的使用年限原因。電壓互感器的使用年限一般為15年，據(jù)調(diào)查，某市供電局部分配電所的電壓互感器使用年限已超過20年，其中部分JSJW-10型使用已接近30年。由于設(shè)備超大修期運(yùn)行，加之檢修、試驗(yàn)不到位等，設(shè)備的絕緣老化比較嚴(yán)重，直流電阻變化較大，交流耐壓值下降，漏滲油情況時(shí)有發(fā)生，由于對(duì)設(shè)備的上述異常變化情況掌握不夠，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間帶缺陷運(yùn)行，一旦發(fā)生故障，容易造成線圈絕緣擊穿同時(shí)引起匝間、層間短路，燒損電壓互感器。

（4）電壓互感器的質(zhì)量原因。電壓互感器的生產(chǎn)廠家較多，產(chǎn)品的質(zhì)量也參次不齊，由于生產(chǎn)廠家對(duì)出廠產(chǎn)品的質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)，許多電壓互感器存在先天質(zhì)量缺陷；同時(shí)由于使用單位對(duì)新投運(yùn)設(shè)備的試驗(yàn)、檢測(cè)不夠重視，相當(dāng)數(shù)量的新投運(yùn)設(shè)備未經(jīng)交接試驗(yàn)，致使部分存在質(zhì)量缺陷的設(shè)備投入運(yùn)行，留下極大安全隱患。

3 分析對(duì)策如下

（1）加裝阻尼裝置。為消除諧振對(duì)電壓互感器的危害，通常在電壓互感器組的高壓側(cè)中性點(diǎn)串接或者開口三角處并接電阻性阻尼裝置，使設(shè)備側(cè)呈現(xiàn)電阻性，一是減小線路容抗與電壓互感器組等設(shè)備感抗相一致的情況，避免諧振情況的發(fā)生；二是當(dāng)在發(fā)生諧振后，非故障相的高電荷部分通過阻尼裝置流入地，通過其衰減部分高電荷，減小諧振對(duì)電壓互感器的的危害，減少燒損電壓互感器的幾率。

（2）測(cè)試直流電阻值。對(duì)于新投用的電壓互感器，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電壓互感器的電阻值進(jìn)行測(cè)量，一次繞組直流電阻值測(cè)量值，與換算到同一溫度下的出廠值相比較，相差不宜大于10%。二次繞組直流電阻測(cè)量值，與換算到同一溫度下的出廠值，相差不宜大于15%。對(duì)于已投入用的設(shè)備，每年預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)的測(cè)量電壓互感器一次繞組的直流電阻與產(chǎn)品出廠值或初始值應(yīng)無明顯差別。

（3）設(shè)備維修及更新。對(duì)于超過使用年限的電壓互感器，應(yīng)密切關(guān)注其運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于絕緣電阻、交流耐壓、電壓比和直流流電阻等參數(shù)要及時(shí)測(cè)試，對(duì)于漏滲油等外觀異常要加強(qiáng)巡視，保證其運(yùn)行正常。對(duì)于超年限運(yùn)行的設(shè)備要及時(shí)提報(bào)計(jì)劃進(jìn)行維修，對(duì)已維修價(jià)值并且故障頻發(fā)的老式設(shè)備，應(yīng)逐步淘汰并更換為新型設(shè)備。

（4）把好驗(yàn)收準(zhǔn)入關(guān)。對(duì)于新投運(yùn)的設(shè)備，必須嚴(yán)格按照GB 50150-2006規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行交接試驗(yàn)，應(yīng)由具有資質(zhì)的單位進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)出具符合國家計(jì)量認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)報(bào)告，確保試驗(yàn)質(zhì)量，對(duì)于未經(jīng)試驗(yàn)或者未提供交接試驗(yàn)報(bào)告的產(chǎn)品不能通過驗(yàn)收；對(duì)于質(zhì)量存在缺陷的設(shè)備，堅(jiān)決不能投入使用，把好設(shè)備準(zhǔn)入關(guān)。

4 結(jié)束語

電壓互感器的使用應(yīng)該從設(shè)備選型階段開始加以重視，對(duì)于設(shè)備的運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證設(shè)備質(zhì)量有序可控，確保供電安全可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1]林永順，董文海.牽引變電所（第二版）[M].北京：中國鐵道出版社，2002.

[2]電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[M].中國計(jì)劃出版社， GB50150-2006.

作者簡(jiǎn)介：談志強(qiáng)（1985-），男，湖北宜昌人，本科，助理工程師，研究方向：國際電力工程管理。