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GIS电压互感器击穿故障原因及预防措施

永利线上娱乐场 - 技术部    2020-08-06    浏览:    二维码

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摘要:本文来源《电力自动化仪器仪表》杂志,转载请注明出处。 西安西电高压开关有限责任公司 王光明 杨育京 牛建鸿 曾庆忠 严新 摘要:为减少GIS用电压互感器运行中发生的击穿放电故障,确保其安全运行,本文通过对其故障进行分类,分析研究其...

本文来源《电力自动化&仪器仪表》杂志,转载请注明出处。

西安西电高压开关有限责任公司 王光明 杨育京 牛建鸿 曾庆忠 严新

摘要:为减少GIS用电压互感器运行中发生的击穿放电故障,确保其安全运行,本文通过对其故障进行分类,分析研究其生产制造过程及运输、现场运行条件,得出其产生故障原因,制定相应的预防措施,使电压互 感器产品质量显著提高。

关键词:电压互感器 击穿 故障分析 谐振

在电力工业中, “气体绝缘金属封闭开关设备”( Gas Insulated Switchgear)简称GIS,它将一座变电站中除变压器以外的一次设备,包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等, 经优化设计有机地组合成一个整体。

电压互感器( PT)是GIS中必不可少的关键元件之一,作为变电站日常运行中的一种重要设备,专门用作电压变换的特种变压器,可将电力系统的高电压按比例关系变换成标准二次电压,所提供的实时电压检测值,供电力系统的电气测量和电气保护使用。

PT又是发电厂、变电所等输电和供电系统不可缺少的一种检测元件,随着我国电力事业的蓬勃发展,对其性能提出了更高的要求,如果PT的绝缘性能发生故障,将引起PT放电,造成一次或二次绕组击穿,引发继电保护动作,使得PT退出运行,电力线路停运。

1 电压互感器工作原理

PT工作原理图
图1 PT工作原理图

电压互感器在正常工作条件下,其二次电压实质上与一次电压成正比,在连接方向正确时,二次电压对一次电压的相位差接近于零,电压互感器的一次绕组并联接与电力线路,线路中的电压就是互感器的一次电压,二次绕组外部回路接有测量仪器、仪表或继电保护、自动控制装置等,其工作原理见图1。

根据电力线路的电压等级,PT的一次、二次绕组之间需要设置足够的绝缘,以保证所有低压设备与高电压相隔离。126kV电压互感器产品见图2。

126kV电压互感器
图2 126kV电压互感器

2 电压互感器击穿放电类型及分析

根据相关文献以及公司生产PT多年以来的PT放电事故,总结了其常见的击穿放电类型,并对其形成原因进行分析。

2.1 油类污染引起的击穿放电

电压互感器(PT)在现场安装时,由于抽真空处理过程,未严格按操作规程进行,导致真空泵油倒流,进入PT气室之中,造成气室之中屏蔽罩,或者PT线圈等沾染油污 ,运行前期,由于真空泵油作为绝缘油一种,可视作绝缘物,但随着PT气室中,一次高压作用,产生局部放电,导致绝缘油碳化,即绝缘油在高电压作用下,分子 链分解断裂,形成碳化物,在屏蔽罩或者PT线圈上,形成黑色附着层,见图3,形成放电通道,致使PT产生放电击穿。

PT线圈放电及盘式绝缘子油污放电图
图3 PT线圈放电及盘式绝缘子油污放电图

 

因此,无论在PT的生产厂家,还是安装现场,抽真空处理时,必须严格按标准操作规程进行,并进行实际记录,一旦发生可能的真空泵油倒流,PT产品必须按规定进行解体检查,重新进行处理;同时,对抽真空所使用机组,仅可能采用防止真空油倒流的控制装置,避免对PT气室形成危害。

2.2铁芯夹带异物引起的击穿放电

倒装状态的PT

 

图4 倒装状态的PT

电压互感器在现场运行,安装方式处于倒装状态时(见图4),由于其运输、生产过程处于正立状态,由于产品在装配过程当中,不小心带入异物,夹杂在铁心或器身某个部位,当产品带电运行后,在电磁场作用下铁心等产生微小的震动,由于产品倒装,导致异物掉落。异物在掉落的过程中,飘落于间隙距离最小之处(即高压导体与低压躯壳拔口处电场最不均匀的地方,如图4所示,电场产生局部畸变,高压导体对躯壳产生放电,放电产物喷溅后,导致SF6气体被污染,之后可能引起线圈外侧的均压屏蔽对躯壳放电、一次线圈沿面放电、绝缘盆子表面的一系列不规则的贯穿性放电等故障现象。

针对上述原因引起的故障,要求在PT铁芯进行叠装之前,每片硅钢铁芯要求使用无水酒精进行清洁擦拭,方可进行叠装,而且叠装时需要使用叠装专用工装,防止由于摩擦产生金属粉末,夹带于硅钢铁芯之中,随铁芯装配而进入PT气室中,在PT后期运行引发故障。

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