浅谈220kV母线电压互感器故障的原因论文_肖振夫

浅谈220kV母线电压互感器故障的原因论文_肖振夫

(大连第一互感器有限责任公司 116200)

摘要:在现代化建设当中,社会生产生活对于电力资源的需求量逐年上涨,只有提升电力系统运行的安全性与稳定性,才能创造更高的经济效益与社会效益。220kV母线是电网的重要组成部分,其运行质量与供电服务水平密切相关。在其运行过程中,电压互感器会受到多种因素的影响而出现故障,导致电网中存在较大的安全隐患。检修人员应该明确电压互感器的运行原理与故障原因,采取针对性措施降低故障出现的几率。本文将结合具体实例,分析220kV母线电压互感器故障的原因,并提出故障解决的相关对策。

关键词:220kV母线;电压互感器;故障;原因

电压互感器是变电站的重要组成部分之一,在维持电网运行安全性与稳定性方面具有关键作用。随着社会生产水平的提升,对于220kV母线运行质量也提出了更高的要求,这也是保障我国经济持续稳定增长的关键途径。当220kV母线电压互感器出现故障时,就会导致其高低压测量转换等功能受到影响,继电保护和电能计量等工作的开展遇到阻碍。电容式电压互感器是一种常用的电力设备,能够在远距测量和线路高频保护当中起到关键作用,但是在其使用中也会发生电容量变化、电磁单元变压器二次端口故障等问题,导致线路运行的安全性与稳定性降低。为此,可以通过红外测温和在线监测等手段,明确电压互感器的故障位置、类型及其原因,以便采取有效的故障预防与处理方案。

一、220kV母线电压互感器的结构及工作原理

电容式电压互感器的分压由串联电容器实现,在降压时电磁式互感器发挥作用。铁磁谐振问题是在电磁式电压互感器中的常见问题,但是电容式电压互感器的使用能够有效避免此类问题,能够增强电网运行的安全性,同时增加电力企业的经济效益。中压变压器和电容分压器是电容式电压互感器的主要组成部分,瓷套设置于电容分压器当中进行串联【1】。电抗器、避雷器、变压器和阻尼装置等,是组成中压变压器的关键装置。交变电流的高电压可以通过电容式电压互感器得到有效控制,以便进行测量,能够增强电力工作人员测量与检修工作的安全性,同时保障低压用电的稳定性。

在运行原理方面,电阻分压和电容式电压互感器具有相似性,前者使用电阻值,而后者使用容抗值。由于电阻值的调节存在困难,而根据传送电压频率大小可以对容抗进行调节,因此电容式电压互感器的性能更加可靠,应用更加灵活。在应用电容式电压互感器时,需要保障交流电压的环境。在检测电压的过程中,容抗会随着电容式电压互感器频率的降低而出现增大问题。

二、220kV母线电压互感器故障检测

(一)试验参数

对电压互感器进行红外测温,46℃、50℃和47℃分别是电磁单元A、B、C的温度值。B相温度明显高于A相与C相温度,其存在较大的相间不平衡度,获得B相的红外测温图,检测出故障问题存在于B相电磁单元当中。在进行油品试验时,针对油样的水分、溶解气体和击穿电压开展试验。通过试验能够看出在B相电磁单元当中存在异常问题,主要表现为微水和击穿电压异常。与此同时,总烃、C2H2和H2含量也与标准值存在出入。在对电弧放电问题进行检测时,采用改良三比值法。在介损试验和电容量的测量当中,应该停电开展试验,在电气试验当中检测出故障问题出现在下节电容器当中【2】。

(二)设备解体试验

解体电容器与电磁单元,在考核时采用的设备为介损仪。在对C12进行正接线测量时,电压施加于下节首段,Cx与C12末端相连,测得电压值是10kV,29110pF为C12的电容量,0.257%为介损值,并未出现异常问题。在对C2进行正接线测量时,电压施加于点,Cx与N点相连,测得电压值是3kV,63210pF为C12的电容量,0.226%为介损值,并未出现异常问题【3】。在完成电容器的检测后,解体电容器进行检测,主要是针对油、密封垫、铝箔和电容器纸进行检测,并未发现存在异常问题,连接未出现松动和脱落问题。

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在解体电磁单元时,首先应该测量绝缘电阻。电压值为500V,105MΩ为绝缘电阻值。当电压值为1000V时,会出现异常放电声,100MΩ为绝缘电阻值。当电压值为2500V时,绝缘电阻值为0.对二次绕组进行测量,测得电阻值为4000MΩ,未发现异常状况。在直流电阻测量中,11℃为交接试验的温度值,交接值与二次直阻之间的差异较小,为发现明显异常问题。在对一次直阻进行测量时采用万用表,显示值为1542Ω。对电磁单元绝缘油进行检查,发现其中有绝缘漆和铁锈等杂质存在,而且呈现黑褐色。对主电容与中间变压器一次绕组连接点位置进行检查,存在明显黑色放电痕迹,故障问题出现在中间变压器一次绕组当中。

三、220kV母线电压互感器故障原因分析

(一)电磁单元受潮

电磁单元受潮是导致220kV母线电压互感器故障的主要原因之一。预防性试验应用于电压互感器当中,会发现其中存在短路问题。出现短路问题的主要原因是有水进入电磁单元绝缘层当中,未出现严重事故是由于在电磁单元变压器施加的电压较小。隔离检查电容分压器时,螺丝松动问题可能会出现在电容分压器当中,水渍出现在油箱当中,这会引发电磁变压器的锈蚀问题。在安装电压互感器时,未能由专业人员对其进行严格检查,导致其密封性出现问题。在后续使用当中受到高温膨胀的作用,油箱中气体被排出【4】。而在外界环境温度较低时,油箱中会有空气进入,导致电磁单元受潮问题的出现。因此,外界环境温度因素是影响电压互感器使用性能的主要因素之一,应该在检查维护中合理控制周围环境。

(二)电磁单元变压器二次端口故障

保护信号异常问题会出现在变压器二次侧绕组位置,这也是在检修工作中应该注意的问题。首先应该测量三个二次电压绕组的输出电压值,测得输出值为0,并对电压互感器的外观进行检查。分析此类故障与电压互感器失去电压的关系,电磁单元变压器一次侧引线的断线问题和C2的短路问题等,是导致电压失去的主要因素。此外,油箱电磁单元由于进水而出现烧毁问题,联结断线问题出现在分压电容器当中,也会导致电磁单元变压器二次端口故障问题的出现。

(三)电压互感器故障的预防措施

测量电容元件电容量,并与标准值进行对比,如果存在较大的偏差,那么应该对进行及时更换。在生产电压互感器的过程中,应该对生产工艺进行有效控制,防止击穿现象由于受潮而出现。电力工作人员应该加强检修与维护,保障元器件具备良好的绝缘性能。对密封垫和绝缘油进行定期更换,防止密封不良导致水汽的进入。检查维护电磁单元箱体和螺栓的紧固情况,防止过多杂质出现在箱体内。

结语

电压互感器是220kV母线中的关键设备之一,其运行质量与整个电力系统运行的安全性与可靠性息息相关。应该在设备运行过程中,利用油品试验和红外测温等手段对其进行检测,明确其中总烃、C2H2和H2含量。当出现异常问题时,应该及时采取维修或者更换等措施,防止重大安全事故的发生。

参考文献:

[1]韩晋思,刘卫明,张明明,杨朋威,王达.220kV变电站电容式电压互感器故障分析[J].水电能源科学,2018,36(08):175-176+213.

[2]戚矛,王贺,熊剑,郑晓琼,蔡科伟,郑震.220 kV母线电压互感器故障[J].农村电气化,2017(09):28-29.

[3]熊剑,王贺,蔡科伟,郑晓琼,郑震,戚矛.220kV母线电压互感器故障的原因分析[J].电工技术,2017(08):94-95.

[4]肖永刚,陈秀清.220kV母线电压互感器故障的分析[J].内蒙古石油化工,2013,39(07):75-76.

论文作者:肖振夫

论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期

论文发表时间:2019/5/24

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