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互感器故障排除案例 （一）電壓互感器的故障排除案例 1. 電磁式電壓互感器鐵磁諧振引起的事故 某廠自備發(fā)電機（l0kV、1.5MW）與系統(tǒng)并網(wǎng)運行,，三次發(fā)生電壓互感器一次側(cè)熔斷器熔絲熔斷事件,，其中兩次為A相熔斷，一次為B相熔斷,。熔斷器熔斷使電壓互感器開口三角形絕緣監(jiān)察繼電器動作,，接地光字牌、斷線光字牌亮,，同時引起低電壓減載保護,、低頻率保護動作，使兩臺變壓器斷路器和母聯(lián)斷路器跳閘,。在退出保護拉出電壓互感器柜小車之后換上熔斷器,，一切恢復正常。110kV變電所停電,、約3h后恢復送電,，送電時又發(fā)生電鈴報警，同時中央控制屏系統(tǒng)接地,、系統(tǒng)斷線光字牌亮,，以及公共設(shè)備繼電器屏低壓減載保護、低頻率保護動作發(fā)出信號,。立即到高壓室檢查,，開門即聞到膠木、絕緣漆糊味,，同時從進線電壓互感器柜發(fā)出“嘶嘶”燃燒聲和間斷電弧光,。隨即聯(lián)系110kV變電所停電,。全廠停產(chǎn)12h，檢查后發(fā)現(xiàn)進線電源電壓互感器柜A相嚴重燒毀,，陶瓷骨架爆裂,。 四次事故情況類似，說明存在共性問題,。發(fā)生第四次事故后,，分析有以下四種可能： (1）電磁式電壓互感器勵磁特性不良。 (2）室內(nèi)潮濕引起電壓互感器絕緣擊穿,、匝間短路,。 (3）電壓互感器二次側(cè)負荷過大或短路。 (4）電磁式電壓互感器引起鐵磁諧振過電壓,。 經(jīng)過一系列認真試驗,，電壓互感器本身不存在質(zhì)量問題。經(jīng)過計算,，電壓互感器二次側(cè)負荷并未超過額定容量,，同時也判斷二次回路無短路點。由此推測最大可能是鐵磁諧振引起的,。但鐵磁諧振存在很大隨機性,，很難明確判斷。于是先恢復生產(chǎn),，進一步觀察,、分析。 此后一段時間操作人員時常反映拉出電壓互感器柜檢查時,，發(fā)現(xiàn)某一相或兩相一次側(cè)熔斷器溫很高（一次側(cè)熔斷器阻值約100Ω左右,，電流大時發(fā)熱嚴重），推測電壓互威器一次電流較大,，仍存在隱患,。要求值班人員監(jiān)視系統(tǒng)電壓和絕緣監(jiān)察裝置。后又發(fā)現(xiàn)發(fā)電機頻率曾在短時間內(nèi)（約持續(xù)5min）達到表盤最大值（55Hz) ,，絕緣監(jiān)視三相相電壓均達到8500V,，遠遠高于正常值。在此期間發(fā)電機與系統(tǒng)并網(wǎng)進行,，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,，勵磁電流穩(wěn)定。與上級供電單位110kV變電所聯(lián)系,，得知大系統(tǒng)未出現(xiàn)異常,。 根據(jù)上述一系列的情況，經(jīng)仔細分析,，推斷為電磁式電壓互感器引起鐵磁諧振過電壓所致,。 由于該廠自備電站共有發(fā)電機,、進線電源,、Ι段和Ⅱ母線四個電壓互感器柜,，與110kV變電所所有電壓互感器相并聯(lián)，其并聯(lián)電感與導線對地電容組成一個接近諧振回路,。當系統(tǒng)突然送電或避雷器對地放電時,，有可能滿足諧振條件而出現(xiàn)諧振過電壓。如果諧振時間較短,，會使電壓互感器一次側(cè)熔斷器發(fā)熱甚至熔斷,；如果諧振自保持時間較長，則可能會使電壓互感器燃燒爆炸,。 該廠在主控室裝設(shè)了兩臺微型電腦多功能消諧裝置,。該裝置能在電網(wǎng)諧振時使零序回路短接,，而向電網(wǎng)施加阻尼達到消諧目的,。諧振消除后自動復位。裝設(shè)消諧裝置后,，該廠未再出現(xiàn)類似故障。 2. 電壓互感器燒毀故障 新建的35kV變電所有兩段10kV母線,，每段都裝有由三臺電壓互感器組成的電壓互感器組,。將10kV母線分段投入試運行時，遇到了一些奇怪現(xiàn)象：第Ι段母線送電后，該段母線上的電壓互感器二次側(cè)電壓值很不平衡,，而且開口三角處出現(xiàn)很高的電壓,。立即停電對10kV母線及電壓互感器等作了全面的檢查和測試,，沒有發(fā)現(xiàn)任何問題。再次投入運行時,，三相電壓仍然很不平衡，而且使該組互感器中的兩相很快燒損,。于是換上不同廠家生產(chǎn)的,、經(jīng)全面試驗合格的互感器進行幾次試投,，但二次側(cè)電壓值有時正常,，有時又不正常，而且每次投人的電壓數(shù)值也不相同,，并伴有接地信號,。 這種現(xiàn)象實際上就是供電系統(tǒng)中偶然發(fā)生的鐵磁諧振。當供電線路各相對地電容形成的容抗與線路上,，所接入的電壓互感器各相的綜合感抗數(shù)值相近或相等時,；就發(fā)生鐵磁諧振。因為在10kV母線段試送電時,，各相的容抗XC較大,。單組電壓互感器的各相的感抗XL值也較大，兩者數(shù)值接近,。 出現(xiàn)各相電壓不平衡,，而且每次投入時電壓數(shù)值又不斷變化，由于各相母線對地的相對位置不同,，所以各相對地電容的大小有差異,；另外每次投人電壓互感器時，各相的接觸電阻以及同期性都隨手車推人的速度,、力量大小的變化而變化,，所以引起的各相諧振程度也就不一樣。 各相電壓在鐵磁諧振時的嚴重不平衡,，使電壓互感器組二次側(cè)開口三角處感應(yīng)出很高的電壓,。 鐵磁諧振對供電系統(tǒng)的危害是很大的。它可引起供電系統(tǒng)中供電線路三相,、兩相或單相對地電壓升高,，使電氣設(shè)備或線路中的絕緣薄弱點被擊穿，造成接地或短路從而引起大面積停電事故,。它也可能使變壓器,、斷路器的套管發(fā)生閃絡(luò)和損壞，或避雷器爆炸等,。 改進措施 可以采取改變供電系統(tǒng)中一些電氣參數(shù),，以破壞產(chǎn)生諧振條件的辦法,。如可在電壓互感器的開口三角處并接30~60Ω、500W左右的阻尼電阻,；或在電壓互感器高壓側(cè)的中性點到地之間串接一只9kΩ,、150W的電阻，用以削弱或消除引起系統(tǒng)諧振的高次諧波,。當系統(tǒng)中只有一組電壓互感器投入時,，可投入部分備用線路，以增加分布電容值來防止諧振的發(fā)生,。 3. 電壓互感器缺少接地線造成的事故 某廠2號發(fā)電機投入運行后,，曾多次出現(xiàn)非金屬性接地故障，接地信號有時持續(xù)一段時間,，有時一瞬間就消除了,。對2號發(fā)電機一次設(shè)備和電壓互感器一、二次熔斷器檢查,，未發(fā)現(xiàn)接地點和出現(xiàn)接地信號的原因,。給運行人員交代要加強監(jiān)視，發(fā)電機定子可能存在故障隱患,。 這種現(xiàn)象隨機出現(xiàn),，原因不明。因在小接地短路電流系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時,，相間電壓保持不變,，因此規(guī)程規(guī)定可允許短時（2h）運行不切除故障設(shè)備。特別是當發(fā)生間歇性電弧接地時,，未接地相的對地電壓升高到相電壓,，對系統(tǒng)安全威脅很大，可在絕緣薄弱處引起另一相對地擊穿,，發(fā)展成為兩相接地短路,，甚至燒壞發(fā)電機定子鐵芯。 為了盡快查明故障原因,，將絕緣監(jiān)視用電壓互感器一次側(cè)（高壓側(cè)）熔斷器斷開兩相，用萬用表測二次開口三角形繞組兩端電壓,。當測試人員手筆靠近電壓互感器的鐵芯時,，在還有一定距離的情況下就被電擊，這說明互感器鐵芯帶有高壓,，已將鐵芯與表筆間的空氣間隙擊穿,。為此，對電壓互感器做停電檢查,，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)廠家將電壓互感器一次側(cè)中性點接地改為接至鐵芯后再經(jīng)鐵芯接地,，而實際上鐵芯對地又是絕緣的,，即中性點未接地。當電壓互感器高壓一相投入時,，鐵芯對地帶有一相電壓,，在萬用表表筆靠近時，當然會使一定距離的空氣隙擊穿,，使測量人員被電擊,。 4. 電壓互感器勵磁特性不一樣引起的故障 10kV為中性點不接地系統(tǒng)，供測量及監(jiān)視用的3臺電壓互感器,，開口三角接法,。3臺電壓互感器，生產(chǎn)廠和型號均不一致：A相為寧波產(chǎn)品,，B相為上海產(chǎn)品,，C相為大連產(chǎn)品。對這三只電壓互感器在安裝前作直流電阻測量,、變比試驗,、極性試驗及絕緣試驗，合格后投入試運行,，但系統(tǒng)出現(xiàn)C相接地信號,。 從二次電壓值分析，似系統(tǒng)確有接地之處,。對 C 相進行絕緣測量,，絕緣電阻為二，加 30kV 交流電壓進行耐壓試驗,，沒有擊穿,。當系統(tǒng)恢復供電，用一只電壓互感器測量,，測得各相對地電壓值分別為 8700V , 8700V , 90oV ,。可見一次系統(tǒng)各相對地電壓不一致,。 對二次電壓進行測量,，結(jié)果見表1。 表1 二次電壓測量值 單位：V
出現(xiàn)三相對地電壓不一致的因素可能有三個方面： (1）各相對地的絕緣電阻Rr實測為∞,，因此不影響各相對地的電壓,。 (2）各相對地電容的容抗Xc：斷開3只電壓互感器的一次側(cè)中性點，再測各相對地電壓均為5600V,，說明各相的對地電容相近,，不影響相對地的電壓。 (3）各相電壓互感器的激磁阻抗Zm：將三只電壓互感器的一次接成星形，但不接地,，測二次側(cè)輸出電壓,，如表2所示，可知3只電壓互感器的激磁阻抗Zm不一致,，使中性點電位產(chǎn)生了偏移,，其二次側(cè)開口三角的輸出電壓Ub已能使絕緣監(jiān)視的電壓繼電器動作發(fā)出信號。 表2 不接地系統(tǒng)二次電壓測量值 單位：V
試投運時,，C相電壓較中性點不接地時低得多,，是因該相電壓互感器與系統(tǒng)的對地電容發(fā)生諧振而引起的。將中性點經(jīng)10kΩ的電阻接地,，則與不接地時的電壓就相近了,。 改進措施 對3只電壓互感器作勵磁特性測試，其曲線如圖5-1所示,。從圖1可看出3只電壓互感器的勵磁阻抗Zm,，相差十分大，且隨電壓的變化而變化,。鑒于電壓互感器存在問題,，把寧波和大連產(chǎn)品換成2只與上海產(chǎn)品同型號的電壓互感器，并再作勵磁特性曲線試驗,，結(jié)果如圖2所示,。與圖2中的上海產(chǎn)品曲線相比，基本一致,，投運后一切正常,。 圖1 3只互感器勵磁特性圖 圖2 2只互感器勵磁特性圖 1-上海產(chǎn)品84號； 2-大連產(chǎn)品,； 3-寧波產(chǎn)品 1,、2 一上海產(chǎn)品 由此可見，對于3臺一組的電壓互感器,，其勵磁特性曲線一定要一致,，如果激磁阻抗Zm不一致，就可能造成中性點漂移而引起誤動作,。為保持一致,，建議采用同一生產(chǎn)廠同批制造的電壓互感器。 5. 電壓互感器二次中性線未引出造成的故障 10kV側(cè)電壓互感器裝有一只電壓回路斷線監(jiān)察繼電器,，該繼電器的原理接線如圖3所示,，繼電器內(nèi)有一只具有五個繞組的中間變壓器T。當電網(wǎng)正常運行或發(fā)生相間短路故障時,，中間變壓器T的繞組W2、W3,、W4上只有正序和負序電壓,，此時T的磁導體內(nèi)的合成磁通為零,；當電網(wǎng)發(fā)生接地故障或電壓互感器高壓熔絲熔斷時，電壓互感器開口三角形側(cè)出現(xiàn)的零序電壓3U0將作用于W1上,，與作用于W2,、W3、W4上的零序電壓U0產(chǎn)生的磁通互相抵消,，合成磁能仍為零,，所以W5上沒有感應(yīng)電勢，執(zhí)行元件KM不動作,。只有電壓二次回路一相或兩相斷線時,，變壓器T磁導體內(nèi)的磁通不平衡，在繞組W5上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢,，使執(zhí)行元件KM動作,。 該監(jiān)察繼電器在運行中發(fā)出信號，但檢測三相線電壓是平衡的,，后來在繼電器上測量A,、B、C三相對中性點的電壓,，發(fā)現(xiàn)B相電壓為49V,，而A、C相的電壓為68V,。從測得的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)有中性點位移現(xiàn)象,，但測開口三角形無輸出。在該繼電器上將中性點的進線斷開后,，測量A,、B、C三相對該繼電器中性點的電壓是平衡的,，而對中性點進線的電壓分別為100V,、 0V、100V,，至此即可判斷出繼電器的三相線圈正常,，而問題在中性點進線上。將電壓互感器停電檢查,，發(fā)現(xiàn)電壓互感器二次側(cè)中性點未接到端子排,，也就是說引入繼電器中性點的是一根很長的懸空線，且該線的絕緣已相當?shù)停ㄓ?/span>250V兆歐表已測不出對地絕緣）,。將電壓互感器中性點引出接至端子排后,，斷線信號即消失。 圖3 監(jiān)察繼電器原理接線圖 圖4 錯誤接線圖 改進措施 如圖4所示，當電壓互感器上中性點未接時,，由三相四線變?yōu)槿嗳€,。該電路等效于繼電器中性點經(jīng)阻抗Zm接地，而電壓互感器二次回路B相是接地的,，即Zm并接在繼電器的B相阻抗Zb上,，使B相總阻抗減小，而使中性點發(fā)生位移,，導致B相電壓降低,，A、C相電壓升高,。當在繼電器上將中性點進線斷開后,，因繼電器三相阻抗平衡，則在繼電器上測量A,、B,、C三相電壓平衡；而中性線絕緣低,，近似于接地,，即與二次回路B相等電位，所以此時B相對中性線的電壓將變?yōu)?/span>0,，而A,、C相對中性線的電壓分別上升為UAB、 UCB,。顯然,，Zm越小，在繼電器上引起的三相電壓不平衡程度將越嚴重,；相反,，Zm越大，三相電壓將越趨于平衡,。 6. 互感器受潮后處理措施 在電力系統(tǒng)中,，35kV及以上的戶外式電流互感器，由于安裝質(zhì)量,，運行維護等方面的原因,，每年在預(yù)防性試驗中總有一部分互感器受潮，曾遇到兩臺電壓互感器,，絕緣降低到 在查明設(shè)備受潮后,，應(yīng)及時把帽蓋打開,，將水分清除干凈,，并擰開放油閥，排除器身底部殘集的水,。在干燥之前應(yīng)先將烘房內(nèi)清掃干凈,，并加溫到 改進措施 (1）器身進入烘房內(nèi)，溫度從低到高緩慢地增加,，一般是在 (2）絕緣電阻值與水分蒸發(fā)有關(guān)，在干燥階段,，絕緣電阻是逐漸降低的,，這是因為繞組受熱后，所含的水分不斷被蒸發(fā)出來,，在加溫到 (3）在干燥器身時,，為了防止密封墊老化,，應(yīng)將它取下來，并把一次末端和二次出線端小瓷套松開,。 (4）烘房內(nèi)最高溫度應(yīng)控制在95士 曾經(jīng)對兩臺嚴重受潮的電壓互感器進行干燥,，溫度和時間都達到要求，可是絕緣電阻達不到 (5）絕緣件受潮時膨脹,，干燥后收縮,。在器身干燥完畢后，仔細對各元件進行檢查,，發(fā)現(xiàn)問題處理后才能組裝,。器身在組裝前瓷套要用無水乙醇將內(nèi)外擦凈，密封墊有裂紋或老化的要更換,。組裝好后,，要用合格的變壓器油將器身內(nèi)沖洗一次，然后用真空濾油機從底部注油,，靜放24h后再做試驗,。 在實際工作中，烘房溫度從低溫到高溫是用電接點溫度控制的,，在升溫的過程中,，溫差應(yīng)控制在 用以上的方法處理受潮的互感器,，95％以上的產(chǎn)品都是一次組裝，經(jīng)試驗合格,。 7. 單相接地引起電壓互感器二次開關(guān)多次跳閘的事故 變電所（接線見圖5）發(fā)生35kV單相接地故障,，造成副母線電壓互感器TV2二次快速小開關(guān)S2跳閘。接地消失后,，值班員合上S2恢復正常,。后因該站35kV副母線單相再次接地（時間較長）,，造成正母線一段TV恢復送電后引起副母線S2跳閘，再合副母線S2時,，再一次引起正母線一段S1跳閘,，造成保護和儀表裝置長時間的失壓。 圖5 變電所接線 事后,，對正,、副母線兩臺TV作電壓測量，二次回路絕緣及模擬單相接地試驗,，檢查正常,。在正母線一段TV1單獨運行，副母線TV2停用的方式下,，發(fā)現(xiàn)副母線TV2相電壓均為 最后檢查出35kV某饋線雖處在正母線一段運行,，正母線一段電壓切換中間繼電器KM1 正常動作，副母線電壓切換中間繼電器KM2處于失磁狀態(tài),，但其中A相觸頭沒有斷開,， TV1、 TV2二次A相經(jīng)該觸頭相連接,。 改進措施 電網(wǎng)單相接地引起TV2二次小開關(guān)跳閘,，當時該站35kV電網(wǎng)的運行方式是：母線斷路器在斷開位置（熱備用狀態(tài)），1號主變壓器送35kV正母線負荷,，2號主變壓器送副母線負荷,，正副母線的1TV單獨運行，雖然KM2的觸頭形成TV1,、TV2二次A相連接,，但是由于負載比較平衡，二次環(huán)流較小,，不足以使空氣小開關(guān)跳閘,。當35kV小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,，非故障相電壓升高 8. 停電的35kV電壓互感器發(fā)生的事故 變電所35kVI段母線電壓互感器進行停電檢修和試驗,。檢修中檢修人員對電壓互感器高,、低壓接頭和二次回路進行檢查。在將電壓互感器高壓側(cè)接頭拆開時,，遭到C相電壓互感器高壓側(cè)電擊,，檢修人員即從電壓互感器構(gòu)架上摔下來。 為了查明電壓互感器高壓側(cè)帶電的原因,，在35kVI段母線電壓互感器停電情況下作了現(xiàn)場試驗和進行分析,。查明停電中的電壓互感器有如下兩種帶電途徑： (1) 35kVI段母線及電壓互感器的相鄰設(shè)備在運行中，因此電壓互感器及高壓熔絲座均處于電場中,，電壓互感器高壓側(cè)產(chǎn)生感應(yīng)電勢,。為了驗證，取下電壓互感器高壓側(cè)懸掛的接地線,，用10kV的驗電器驗明無電后,，再用萬用表測量,，結(jié)果A相對地190V,，B相對地60V，C相對地194V,，證明是有感應(yīng)電勢,。但用萬用表串一只2.2kΩ的限流電阻,，再分別測量A、 B,、C相的對地電流,，結(jié)果均小于0.01mA，不可能對人形成電擊,。 (2）在電壓互感器端子箱里取下電壓互感器的低壓熔絲,，使三臺電壓互感器與低壓側(cè)負載全斷開，但電壓互感器的低壓側(cè)中性點與電纜及小母線仍舊相連接,，如圖6所示,。用萬用表測量電壓互感器低壓側(cè)電壓時,，除B相對地為零外，A相,、C相對地電位均為54V,。該電位來自運行中的35kVⅡ段母線電壓互感器低壓側(cè)，B相是接地的,，中性點對地電位為57V,。正常時，該電位在線路中,，由于沒有回路,，不能產(chǎn)生電流，所以不會構(gòu)成電壓互感器高壓側(cè)產(chǎn)生感應(yīng)電勢,。但是如果在工作中將電壓互感器低壓側(cè)C相（或B相或A相）同接地外殼相碰或連接,，54V的電壓就會在電壓互感器高壓側(cè)產(chǎn)生很高的電壓，電壓值能達10kV 以上,，因此使檢修人員電擊,。 改進措施 事故情況查明以后，認識到35kVI段母線電壓互感器在檢修和試驗時,，除了應(yīng)在高壓側(cè)掛接地線和低壓側(cè)取下熔絲外，還必須要有相應(yīng)的安全措施,。為此在電壓互感器的二次中性點安裝一把小閘刀以供檢修時斷開,，如圖7所示。這樣就解決了在電壓互感器檢修中發(fā)生的電擊問題,。并且對所轄變電所各個電壓等級的電壓互感器二次回路進行了檢查,，類似情況均作了處理，避免今后再重復發(fā)生此類事故,。建議設(shè)計人員設(shè)計時,，要從檢修角度出發(fā)考慮，杜絕絕緣漏洞,，提高檢修人員在電器設(shè)備上安全工作的可靠性,。 圖6 出事故時互感器的接線 圖7 改造后的接線 圖8 互感器二次接線 9. 電壓互感器二次接線錯誤 某35kV變電所空載試運中，發(fā)現(xiàn)6kV電壓表指示不正確,。A相與B相指示相同（約 4800V ) ,，但比正確值（3464V）高很多，而C相指示（約1500V）比正確值低很多,。切換線電壓時發(fā)現(xiàn)三相指示正常,，由此判斷為相電壓電位偏移。 電壓互感器二次側(cè)正確接線應(yīng)如圖8所示,，由圖分析,，產(chǎn)生上述情況,，電壓互感器二次接線錯誤。拉出電壓互感器手車檢查,，發(fā)現(xiàn)零序電壓繞組的接地點接錯,，以致于引出的為“假接地”，如圖9 (a）,、（b）所示,。此時三相電壓表的中性點經(jīng)C相零序繞組后接地。 圖9 互感器二次錯誤接線圖 (a）,、（b）錯誤接線圖,； (c）相量圖 改進措施 根據(jù)此接線作出電壓相量圖如圖9（c）所示，分別計算各相電壓有效值與前述現(xiàn)象相符,。按圖8對接線進行了改正,，改正接線后指示正常。 10. 電壓互感器接線中的隱患 在正常的接線中,，往往忽略隔離開關(guān)輔助觸頭的作用,，其實隔離開關(guān)輔助觸頭不但起到顯示合分隔離開關(guān)的作用，有時也起不到電氣連鎖的作用,。以電壓互感器TV為例,，說明隔離開關(guān)輔助觸頭是決不可省略的。 許多戶外變電所10kV母線的電壓互感器,，往往只用跌落式熔斷器而未用隔離開關(guān),，這樣停高壓時就不能停低壓。雖然可以用拔掉低壓熔斷器的方法來分斷低壓,，但畢竟無法與高壓連鎖,。有的電壓互感器雖然安裝了隔離開關(guān)，但是其輔助觸頭沒接低壓,，同樣也無法與高壓連鎖,，也是很危險的。 (1）當停電壓互感器高壓側(cè)電源時,，如果沒接低壓側(cè)輔助觸頭,，如圖10所示，電壓互感器TV,。線圈和電壓互感器二次回路仍然構(gòu)成通路,。當整定電壓互感器時，在線圈兩端加一整定電壓,，此電壓也加在電壓互感器的低壓側(cè),，從而使電壓互感器高壓側(cè)感應(yīng)出高電壓。如果有工作人員清掃電壓互感器高壓側(cè)，其安全就會受到威脅,。 (2）對于有兩段母線的變電所,，每一段母線上都有一臺電壓互感器。當其中一段母線檢修,，另一段母線運行時,，如果檢修的電壓互感器高壓分斷，而沒有同時分斷其低壓側(cè)的連鎖措施,，那么檢修段電壓互感器的低壓仍與控制室的電壓母線接通,。這樣運行段電壓互感器二次電壓就會通過電壓小母線，竄至檢修段電壓互感器低壓側(cè),。再在檢修段電壓互感器高壓側(cè)感應(yīng)出高電壓,，給檢修造成不安全因素。 改進措施 要排除電壓互感器接線中的隱患,，必須按圖11所示接線,，在電壓互感器的低壓側(cè)加高壓隔離開關(guān)的輔助觸頭（圖11）。當分斷高壓的同時,，低壓也分斷,。對于只安裝跌落式熔斷器而無高壓隔離開關(guān)的電壓互感器，應(yīng)當重新加裝高壓隔離開關(guān),，并且利用其輔助觸頭,，使低壓側(cè)與高壓側(cè)連鎖。 圖10 錯誤接線圖 圖11 正確接線圖 11. 電壓互感器鐵芯和中性點引起的事故 某發(fā)電廠兩臺6000kW發(fā)電機中性點接地,，是經(jīng)避雷器接地的小接地短路電流系統(tǒng),。在發(fā)電機定子回路采用絕緣監(jiān)察裝置，監(jiān)視接地故障,，監(jiān)察裝置的電壓信號取自三只電壓互感器（圖12）。其一,、二次的接線發(fā)電機投入運行后,，多次出現(xiàn)非金屬性接地故障，接地信號的持續(xù)時間有長有短,，有時瞬間即逝,。值班人員對發(fā)電機及電壓互感器進行檢查，均未發(fā)現(xiàn)接地點,。由于在小接地短路電流系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時,，相間電壓保持不變，可以在 2h帶故障運行的,，但是此時非故障相的對地電壓將升高1.73倍,。當發(fā)生間歇性電弧接地時，非故障相的對地電壓升高。電壓升高對系統(tǒng)安全威脅很大,，可發(fā)展為兩相接地短路,，甚至會燒壞發(fā)電機。因此,，在單相接地發(fā)生后,，應(yīng)在2h內(nèi)進行處理或?qū)⒐收细綦x，避免故障擴大,。 圖12 JDZJ-10型互感器的接線 （a）3XJDZJ-10型接線,； (b）二次接線 為了盡快查明故障，將絕緣監(jiān)視用電壓互感器高壓側(cè)的熔斷器斷開兩相,，在只有一相熔斷器的情況下投入,，用萬用表測開口三角形繞組電壓是否與接地電壓表指示相符。當測試人員手持測表筆靠近電壓互感器的鐵芯,，還有一定距離,，就被電擊。這說明互感器鐵芯帶有高電壓,。于是,，將電壓互感器停電檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn),，生產(chǎn)廠家將電壓互感器高壓側(cè)中性點接地改接至鐵芯,，然后再經(jīng)鐵芯接地，但實際上鐵芯卻沒有接地,。在這種情況下,，當互感器只有一相投入時，鐵芯對地便帶有一相電壓,，在萬用表表筆靠近時,，擊穿一定距離的空氣隙，使測量人員被電擊,。 改進措施 互感器中性點未接地是發(fā)電機多次出現(xiàn)非金屬性接地的故障原因,，一般非金屬性接地故障是由于系統(tǒng)電壓或負荷不對稱造成的中性點位移，產(chǎn)生較大的零序電壓,，使繼電器動作,。故障處理經(jīng)過，提示運行人員,，電壓互感器的鐵芯必須接地,，在安裝和運行中必須進行認真的檢查。 （二）電流互感器的故障排除案例 1. 電流互感器二次側(cè)多處接地引起的故障 某電站,，發(fā)生電流互感器二次側(cè)多處接地而引起保護誤動作的事故,。該電站是小型孤立電站，分兩期施工。其中1#機組已投產(chǎn)發(fā)電,，2#機組正在安裝,。1#機的保護屏、控制屏已就位,，欲將屏的框架與槽鋼點焊固定,。交流電焊機的接地引出線就近接在1#機保護屏基礎(chǔ)槽鋼上，電焊機的相線引到2#機保護屏的框架上進行焊接,。電焊開始,，1#機的斷路器突然跳閘，過流保護電流繼電器掉牌,。檢查機組和輸電線路均無故障,。重新開機送電，表計反映正常,。電焊又開始后,，1#機斷路器再次跳閘。隨著弧光的出現(xiàn),，發(fā)電機交流電流表的指針向上擺動,，聽到繼電器動作響聲，隨即斷路器跳閘,。 檢查二次接線無錯誤,，但發(fā)現(xiàn)二次回路有三處接地點，一處在配電裝置,，另兩處在保護屏和控制屏,。保護誤動作是由于電焊電流過大。 電流互感器二次回路有兩處與屏的基礎(chǔ)槽鋼連通,。電焊時,，電焊機的二次繞組一端接被焊物，一端接焊鉗,。電焊電流除經(jīng)槽鋼形成回路外,，還可經(jīng)電流互感器二次繞組、電流表,、電流繼電器形成回路。電焊電流達幾十安甚至上百安,，雖經(jīng)幾條回路分流,，仍大大超過電流繼電器的動作整定值，足以使其動作造成斷路器跳閘,。 改進措施 除了在配電裝置保留電流互感器的一處接地點外,，其余接地點均予排除，而后進行電焊時，不再發(fā)生保護誤動作現(xiàn)象,。 電流互感器二次回路只應(yīng)有一個接地點的規(guī)定是十分必要的,。除了與上述類似的情況下多處接地，會使繼電保護裝置誤動作外,，在運行中當線路發(fā)生故障時,，還有可能會因接地線分流而使得保護裝置拒動。因此對于各種設(shè)備,，使用單位在組裝于同一電流互感器二次回路時,，如果會形成多處接地點，要根據(jù)具體情況對接地點決定取舍,。 2. 電流互感器安裝間隙放電故障 某主變壓器10kV側(cè)出口開關(guān)柜安裝的三臺電流互感器為全絕緣母線式,。該母線安裝于互感器正中央時，則母線與互感器內(nèi)圓壁最小距離為 由于空氣間隙電場強度高,，所以易被擊穿。但在空氣干燥時達不到放電條件,；當空氣潮濕時,，空氣中的水分浸入互感器絕緣體表面及表面塵土中。由于水的介電系數(shù)大,，所以水分附著絕緣體表面后,，表面介質(zhì)極化增加，致使其介電系數(shù)比絕緣體干燥時增加20多倍,。放電間隙處空氣中雖也含有水分,，但介電系數(shù)的增加相對于絕緣體表面增加得少。根據(jù)電場強度分布理論,，使空氣間隙的電場強度急驟增加,，導致了空氣間隙的放電。 改進措施 一是消除空氣間隙,；二是使導體與互感器絕緣體放電間隙處于等電位狀態(tài),。采用前一種方法，即使用與互感器絕緣材料相同的寬 3. 電流互感器沒考慮熱穩(wěn)定造成的事故 為了繼電保護動作和計量準確，在使用電流互感器時盡量采用較小的變比,。使電流互感器一次側(cè)額定電流接近線路實際電流,。這種做法沒有考慮其熱穩(wěn)定性，給設(shè)備事故留下了隱患,。 某變電所接地鈴響,，發(fā)現(xiàn)母線起火，線路電流互感器燒壞,，66 kV主變壓器斷路器跳閘,，全所停電，并涉及周圍有關(guān)的幾個變電所全停,，排除該故障后,，送電恢復正常。 電流互感器燒損時,，值班員曾聽見雷聲,，事故時系統(tǒng)情況如圖13所示。調(diào)查時發(fā)現(xiàn),，離變電所3km處28＃桿有一臺10kV,、10kVA變壓器高壓側(cè)B、C相套管閃絡(luò),；離變電所300m 處有一臺 圖13 主接線圖 經(jīng)調(diào)查,，種種跡象似乎說明電流互感器燒毀的原因是雷擊所致。但是再仔細分析,，雖然事故發(fā)生時確有雷聲,。并且確實發(fā)現(xiàn)28＃桿上變壓器套管閃絡(luò)，但變壓器套管閃絡(luò)是由于該變壓器未裝避雷器保護所致,。而電流互感器裝設(shè)地點的變電所內(nèi)裝了避雷器,，避雷器動作已將殘壓限制在50kV以內(nèi)。解剖避雷器看出,，避雷器本身過電流并不嚴重,，說明沒有更大的續(xù)流通過，這樣,，殘壓一定更低,。因此該次雷擊不足以將電流互感器燒毀。 此外,，該電流互感器剛進行過定期試驗,，試驗時耐壓38kV。距定期試驗時間不過一個月,，所以,，一般不存在內(nèi)過電壓引起絕緣擊穿的可能性。 從解體一臺電流互感器可以看出,，繞組銅導線斷線處有的發(fā)黑,，有的發(fā)亮，這說明斷線的原因有燒斷和拉斷兩種,；進一步查看,，又發(fā)現(xiàn)繞組纏繞時緊緊地卡在瓷套拐彎的棱角處，且有兩根導線被卡變形,，這說明該電流互感器繞組受力過大,；此外發(fā)現(xiàn)繞組的焊接點有幾處恰在受力最大的拐角處，處于這樣的位置的焊接點已斷裂,，這也說明繞組斷裂的主要原因是受力過大,。 從電流互感器的銘牌標注的一次側(cè)額定電流和1s熱穩(wěn)定允許的倍數(shù)，可以算出電流互感器熱穩(wěn)定允許的電流： 該線路在當時運行方式下的短路電流為 改進措施 從上例事故可以看出,，投入運行的電流互感器（特別是變比較小，熱穩(wěn)定倍數(shù)不高的電流互感器）在投運前應(yīng)該進行熱穩(wěn)定校驗,。 如果熱穩(wěn)定校驗時,，發(fā)現(xiàn)原選用的電流互感器不符合要求，可采取以下辦法： (1）為限制短路電流,，可以在線路上加裝電抗器,。 (2）選用熱穩(wěn)定倍數(shù)更高的電流互感器。 4. 電流互感器熱穩(wěn)定性能不合格造成的事故 某站6kV出線柜1＃柜內(nèi)電流互感器突然爆炸造成全礦停電,。該柜帶一臺200kVA的移動變壓器,，用 檢查發(fā)現(xiàn)，與移動變壓器連接的高壓電纜頭因絕緣老化,，造成相間短路,。進一步查閱爆炸的電流互感器1s熱穩(wěn)定電流指標為 不合格產(chǎn)品主要存在以下問題： (l）短時熱穩(wěn)定電流耐受能力達不到標準要求。 (2）局部放電量超標,。 (3）復合誤差嚴重超標,，造成繼電保護裝置拒動或誤動，直接威脅供電的可靠性,。 改進措施 在選用互感器時,，要選用有合格證的產(chǎn)品，以防造成事故,。 5. 電流互感器一次側(cè)繞組匝間短路故障 值班員發(fā)現(xiàn)變電站有功電能表與有功功率表對照存在較大的誤差,，電能表偏慢約6％。經(jīng)儀表工作人員校對,，電能表與功率表誤差均在允許范圍內(nèi),。試驗人員進一步檢查發(fā)現(xiàn)，電能表用電流互感器C相二次回路電流小于功率表額定電流,。 將電流互感器拆下進行檢查,，對其二次繞組作了伏安特性試驗，沒有發(fā)現(xiàn)匝間短路現(xiàn)象,；隨后又作變比試驗,，發(fā)現(xiàn)該互感器二次側(cè)的兩個繞組（一個為0.5級，用于測量,；另一個為D級,，用于保護）的變比一致。由這兩項試驗可以看出,，互感器二次側(cè)繞組沒有問題,，故障出在一次繞組。 拆開該互感器外殼,，發(fā)現(xiàn)互感器一次側(cè)繞組有一處的絕緣紙被磨穿,，致使一次側(cè)兩匝繞組間有不完全短路，所以電流通過該處時有分流,，使穿過鐵芯中的兩匝一次繞組短路,。 改進措施 (1）將該互感器一次繞組匝間絕緣進行更換,，對兩匝繞組交匯處彎曲易磨部分，用紗帶牢固捆綁,，其他部位絕緣也相應(yīng)加強,。 (2）在電流互感器上進行一次線固定時，應(yīng)盡量避免搖動互感器一次繞組外接部位,，以免磨損匝間絕緣。 6. 電流互感器長期嚴重過負荷引起的故障 配電室的配電盤后（背面）進行檢查,，發(fā)現(xiàn)B相電流互感器有冒煙現(xiàn)象,，絕緣物燒化、流油,，當即將配電變壓器停止運行,。將B相電流互感器拆下檢查，發(fā)現(xiàn)絕緣物焦糊,、發(fā)脆,，局部二次繞組燒毀。 經(jīng)分析B相電流互感器過熱燒毀的原因是,，長期嚴重過負荷引起,。該電流互感器變比為50 / 改進措施 (1）建立健全正常的巡視檢查制度,，特別是當設(shè)備出現(xiàn)過負荷運行時,，應(yīng)進行特巡。檢查一次回路的負荷,；檢查互感器外殼絕緣狀況,，如外表像熔化變色或炭化情況，是否有焦糊等泡味,；檢查一次接頭,，是否有過熱、變色等情況,，發(fā)現(xiàn)過負荷,，應(yīng)立即減少回路負荷更換大容量電流互感器等。 (2）加強技術(shù)培訓,，正確進行設(shè)備監(jiān)視與維護,。 7. 電流互感器過電壓燒毀故障 配電盤后發(fā)出一聲巨響,，并隨著光亮，盤后A相電流互感器著火,、冒煙,，變壓器二次熔斷器燒斷，立即將一次熔斷器拉開,，并用衣服和黃土將火撲滅,。將A相電流互感器拆下，互感器一,、二次擊穿,，部分燒毀。 A相電流互感器,，擊穿燒毀的原因是絕緣強度低,。在雷擊前，天氣潮濕,，有時聽到互感器有微弱的放電聲,。發(fā)現(xiàn)此種情況，未引起重視,?；ジ衅鏖L年沒有進行絕緣試驗。 改進措施 (1）電流互感器運行后應(yīng)定期進行絕緣試驗,，發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象應(yīng)及時查找原因，進行處理,。 (2）運行中發(fā)現(xiàn)設(shè)備有異常情況應(yīng)及時進行分析和查找異?，F(xiàn)象的原因。 (3）配電室應(yīng)備有砂箱或細砂袋（用紙粘成的口袋）并經(jīng)常檢查,，長期保持干燥,。一旦發(fā)生電氣火災(zāi)，即可用沙子撲滅,。如有條件可準備一些滅火器,，或其他適用電氣滅火的化學滅火劑。撲滅電氣火災(zāi)時,，要嚴禁使用水澆或潑水,，以防人身電擊事故。 8. 電流互感器一次接頭接觸不良引起的燒毀事故 進入配電室巡視檢查盤后,，發(fā)現(xiàn)電流互感器起火冒煙,。立即停電，用泡沫滅火器將火撲滅。停電后檢查,，電流互感器外絕緣燒焦,，一次接頭外部裹緊的膠布燒毀。與互感器連接螺栓嚴重松動,。接頭接觸面燒有大量麻點,，并有過火現(xiàn)象。這些現(xiàn)象證明,，起火原因系螺栓連接不緊,，回路負荷較大，過熱引起,。先將接頭外部膠布燒著,，并蔓延到互感器，使電流互感器起火,。 (1）加強施工工藝培訓和竣工驗收制度。認真巡視檢查,，該接頭連接缺陷可能早被發(fā)現(xiàn),。 (2）撲滅電氣火災(zāi)時，設(shè)備帶電,，不允許用導電的液體滅火（泡沫滅火器熔液導電） , 設(shè)備停電也不允許用泡沫滅火器滅火,。因為溶液含水，澆在線圈絕緣上,，會破壞其絕緣強度,。其絕緣必須進行干燥處理，恢復絕緣性能,。 |
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