电压互感器故障原因与应对措施

电压互感器故障原因与应对措施

摘要：电压互感器作为一条母线上所有元件的电压、电能、功率测量及继电保护、信号装置和自动化设备的供电电源，发生故障后将严重影响变电设备的正常运行。因此，变电运行值班运行人员要熟悉电压互感器的原理、结构和运行条件，正确掌握处理电压互感器故障的方法和要领，在故障或异常后能在最短时间内处理完毕，保障电网安全、可靠运行。

关键词：变电站；电压互感器故障；处理措施

电压互感器是电网最重要的组成部分之一。电压互感器主要用于将电压转换为第二电压，同时为相应的测量、保护和计数单元提供有效电压。基本线路电压互感器有两种:一种是电容电压互感器(电容器)，用于存储和传输电力，为电力系统的重要部分提供电气支持。另一种选择是带电源的电磁电压传感器，它也可以用作连接容量容器，以提高安全性和成本效益。

1 电压互感器的功能及分类

电压互感器由铁芯、线圈、二次绕组和绝缘件组成。主要是辅助设备如在变速器中供电的测量元件、信号元件和集成自动化设备。正常情况下，电压传感器线圈与高压侧相连，第二线圈与低压元件平行(例如.测量仪器、继电器等。)连接。变压器的主电路虽然高，但副断线电压相对较低，以确保工作人员的安全。根据这一原理，电压传感器可分为电磁传感器和电容器两类。大多数感应电压互感器用于以下220kV发电厂。电压隔离电压传感器不仅可实现与磁感应电压互感器相同的功能，还可用作电压复用能力，满足载波波形通信的要求。此外，电压传感器可分为单相和三相五相电压，并根据自身结构分为单相和全电

压电压。

2 电压互感器的工作原理分析

电压互感器的主要结构和工作原理类似于变压器，基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。电压互感器的一次线圈匝数很多，并接于被测高压电网上，二次线圈匝数较少，二次负荷比较恒定，接于高阻抗的测量仪表和继电器电压线圈，正常运行时，电压互感器接近于空载状态。电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。电压互感器和变压器很相像，都是用来变换线路上的电压。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。

3变电站电压互感器中常见的故障

3.1电压互感器的绝缘故障

电压互感器是一种半绝缘设备，绝缘性能是决定电压互感器工作效果的重要指标。但由于我国电压互感器制作工艺的不足，电压互感器的电容元件的制作环境往往干燥不够彻底，环境中存有的水分子会渗入到电压互感器的电容元件中，在电容元件的缝隙中进行运动，会直接导致电压互感器中电容器件被高压击穿，降低原有电压互感器的绝缘性能，造成电压互感器无法安全、稳定的运行。

3.2电压互感器的铁磁谐振

电压互感器的铁磁谐振是指由于电压互感器在通常情况下是空载运行的，并且具有很多的储能元器件，非常容易在铁磁电感的饱和作用下引起谐振过电压，其特点是持续时间比较长，而且过电压的幅值也比较高。由于电压互感器具有非线性铁磁特性，在电网发生异常波动时，电压互感器的感抗超过了容抗，产生非线性效应，就会出现铁磁谐振过电压的现象。

3.3电压互感器过热故障

通常，电压互感器的过热故障是因为内部结构被外界因素影响，进而出现物理变化或者化学变化。因此，如果出现这些变化，就容易造成过热故障发生，事实上，不管是物理变化结果还是化学变化结果，都是不可逆的。并且一旦电压互感器出现热老化的情况，也容易造成该故障存在。之所以热老化，其关键原因在于电压互感器内部发生化学反应，但是其绝缘层材质结构相对复杂，所以这样就容易造成热老化的因素较多，而不只是内部化学反应。

4 变电站电压互感器常见故障的解决措施

4.1重视绝缘问题

减少互感器绝缘问题，最重要的措施就是做好日常维护和预防工作。在互感器运行的时候，工作人员务必做好记录工作，尤其是电压互感器中的电压数值的变化，便于以后用作分析和研究的对象。也能在很大程度上帮助排出故障的发生。当然，最重要的就是在工作人员实际操作的时候，需要设置好电压保护装置，当装置报警时，工作人员可以及时发

现问题，并立刻进行处理，避免问题的扩大，也避免给设备带来不必要的损失和损毁。

4.2提高铁磁谐振稳定性能

提高铁磁谐振的稳定性能是保证电压互感器安全运行的前提。因此，工作人员首先要对电感电容的参数进行合理的设定，以此来改变磁振所需的条件。其次，要释放多余的磁能量，使其两个绕组线圈受外力消除自身的铁磁谐振。再次，加设防铁磁谐振的JSZFR-10G电压互感器。最后，提高电感器一次侧中性点与地之间的串接谐振电阻。

4.3注重对电压互感器的监测及检查

在变电站运行过程中电压互感器是关键的设备，如果电压互感器在实际运行中发生故障，必定会影响变电站的安全稳定运行。通常，电压互感器在运行中出现故障的主要原因在于其内部结构部件受损造成的，所以想要保证电压互感器安全可靠运行，必须要注重电压互感器的监测及检查，可以从以下几点着手：第一，需要合理制定监测方案，根据变电站的具体情况制定相应的电压互感器维护和检测方案，而且认真贯彻落实规章制度，积有效完成电压互感器的全方位检查以及维护工作，为提高其运行的安全性奠定坚实的基础。第二，必须要重视每个细节的检查，电压互感器在运行中即便很小的细节发生变化，也很有可能影响其稳定运行。此外，对于有关部门来说，必须要认真检查所有的细节，及时排除电压互感器的各种故障，进而显著提高低运行水平。

结束语

电压互感器属于特殊类型的电力变压器，是降压变压器的一种。它将电网中的高电压降为变电站内二次回路所需要的低电压，是连接变电站内的一次、二次设备的重要元件。

本文通过分析电压互感器在电网中发挥的功能，阐述了电压互感器在运行中需要注意的主要事项，并结合电压互感器在运行中经常出现的故障，提出了相应的解决措施。

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