变电站电压互感器的故障及处理
作者 何山鹏
发表于 2025年3月

【摘 要】本文旨在分析110kV 变电站电压互感器的常见故障及其原因,以提升电网的稳定性和安全性;通过研究电压互感器绝缘单元、电磁单元、电容器等关键部件的故障类型,并探讨设备质量、导线损伤、避雷防护及防潮散热等影响因素,识别了绝缘老化、电磁单元失效、电容器电压负荷不足等常见故障;并据此提出了故障预防与处理的具体措施,包括优化设备制造、加强维护管理、改善运行环境等,以期有效降低电压互感器故障率,确保变电站安全高效运行。

【关键词】110kV;变电站;电压;互感器;故障;处理

引言

高压电网的电压在发电厂发送之前,需要事先经由变电站对其进行电能升压。现阶段,中国电力领域的生产能力和市场需求持续攀升,这导致社会对电网系统施工品质的要求日益提升。鉴于此,作为电网系统的核心环节,110 kV 变电站相关的各种技术和设施需要不断进行改良与更新,发电企业对此应给予极大的关注。尤其是电压互感器等关键部件,直接决定了110 kV 变电站的运行质量的关键部件,更是要将其视为关注要点。本文将针对变电站运行中电压互感器的几种常见故障展开分析。

一、110 kV 变电站的电压互感原理

110 kV 作为电力系统中的一种重要电压等级,在变电站中发挥着关键作用,特别是在电压控制和电能分配方面。通过配备先进的自动调节系统,110 kV 变电站能够根据电网系统的实时运行状态进行相应的调节,有助于提供稳定可靠的供电;同时,通过合理的系统设计和有效的管理措施,可以最大限度地降低故障的发生概率,确保电力系统的安全稳定运行。

作为变电站不可或缺的部分,电压互感器主要由三部分组成:线圈、铁芯以及绝缘材料。其中,线圈主要是以单向的双线圈为主,每当有电压施加到一次绕组之中时,基于铁芯所产生的磁通,将使电压进入到二次绕组中。由于该过程会受到电感应的影响,因此在二次绕组中感应到的电压,还会随着导线的匝数变化而发生相应的改变。目前,大多数110 kV 变电站都启用了由分压器和电磁单元组成的电压互感器,能够在高压电力系统中准确地分辨出其中的高电压,继而进行低电压转换,能为后续测量、保护以及系统控制工作的开展提供便利。由于分压器和电磁单元结构复杂,为保证电压互感器的正常运行,对这两个结构部件的定期维护也尤为重要。

通过定期检查、维修和更换受损部件,变电站可以及时发现并排除潜在的安全隐患,保证电压互感器在复杂多变的电网环境中能够持续稳定地工作。这不仅有助于维护电力系统的整体稳定性,还能提高供电的可靠性和安全性,为社会和经济的发展提供坚实的电力保障。

二、110 kV 变电站电压互感器的常见故障

(一)绝缘单元故障

绝缘单元是电压互感器中最为关键的部件之一,其在实际应用中主要发挥着对电磁与电容柜的绝缘保护作用。电压互感器内的电磁与电容单元长期承受着较高的一次电压,而绝缘单元的保护可以有效地控制电压互感器的电压,从而为110 kV 变电站的安全运行提供保障。基于绝缘单元容易老化及损坏的性质,在电压互感器的运行过程中,如果缺乏日常的维护与检修,绝缘单元的绝缘性能必将受到严重影响。除此之外,延迟更换电压互感器也会导致绝缘单元的密封性与可靠性显著降低,失去绝缘效用。

(二)电磁单元故障

补偿电压装置、中间变压器以及阻尼装置共同组成了电压互感器的电磁单元。作为电磁互感器内最脆弱也最敏感的部分,任何设备的品质缺陷或密封不足都可能引起电压互感器的故障问题。此外,采用制造工艺水平不足的电压互感器,也可能埋下质量隐患,在后续的运输和安装过程中,如果防护措施不得当,很容易造成电磁部件的损伤,进而导致绝缘失效、绕组短路等故障。不仅如此,如果电压互感器持续在湿度高的环境中运行,一旦电磁组件内部吸入过多的潮湿空气,过重的湿气会诱发故障,从而对电压互感器造成损害。因此,为延长电压互感器电磁单元的使用寿命,电压互感器应确保具有良好的密封性能,否则便会因空气过于潮湿而加速铁芯腐化,继而引发变压器运行故障[1]。

本文刊登于《消费电子》2024年12期
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