互感器原理试验方法运行维护及典型缺陷分析

互感器原理、试验方法、运行维护及典型缺陷分析安徽省电力科学研究院丁国成二0一0年十二月主要内容一、互感器的基本原理及其结构二、互感器的运行维护三、互感器的试验方法及项目四、典型缺陷分析一、电流互感器的基本原理及其结构1、电流互感器是一种专门用于变换电流的特种变压器。2、在正常工作条件下，其二次电流实质上与一次电流成正比，而且在连接方向正确时，二次电流对一次电流的相位差接近于零。电流互感器的基本原理电流互感器工作原理图电流互感器的基本原理1、电流互感器的一次绕组串联在高压线路中。其目的是将幅值较大的一次电流变换成规定的二次电流（1A/5A）。2、变换原理先有通过电磁感应原理，把变换为。3、变换公式电流大小与匝数之比有如下关系：电流互感器的作用1、测量作用：测量电力线路中的电流、电能（与电压互感器配合）2、保护作用：把很大的故障电流传给保护装置，保护装置使电网断电，保护了电网3、绝缘作用：电流互感器的一次绕组和二次绕组之间有足够的绝缘，保证所有低压设备与电力线路的高电压相隔离，保证人员和低压设备的安全4、标准化、小型化作用：电力系统有不同的额定电流，通过电流互感器一、二次绕组匝数的适当配置，可以将不同的额定一次电流变换成较小的标准电流，一般是1A或5A，这样可以减小仪表和继电器的尺寸，简化其规格，有利于仪表和继电器标准化小型化。电流互感器的分类按用途分测量用：指专门用于测量电流和电能的电流互感器。保护用：指专门用于继电器保护和自动控制装置的电流互感器。电流互感器的分类按装置种类分户内式：即只能安装于户内的电流互感器，其额定电压多不高于35kV。户外式：即可以在户外安装使用的电流互感器，其额定电压多在35kV以上。电流互感器的分类按绝缘介质分油绝缘：即油浸式互感器，实际上产品内部是油和纸的复合绝缘，多用于户外产品，电压可达500－1100kV。浇注绝缘：用环氧树脂或其他树脂为主的混合胶浇注成型的电流互感器，多在35kV采用。国外有用特殊橡胶浇注的电流互感器。干式绝缘：用聚四氟乙稀绝缘，可作到110kV。气体绝缘：即产品内部充有特殊气体，如六氟化硫（SF6）气体作为绝缘的互感器，多用于高压品。电流互感器的分类按结构形式分贯穿式：如单匝贯穿式电流互感器。母线式：这种电流互感器适用于大电流的场合，例如安装在发电机母线上，发动机母线就是互感器的一次绕组。套管式：安装在变压器或断路器套管的中间法兰处，主绝缘是套管，一次绕组就是套管内的导电杆。这种互感器的一次绕组也只有一匝。正立式：二次绕组装在产品下部，产品重心较低，是国内高压油浸式互感器的常用结构。倒立式：二次绕组装在产品上部，重心较高，头部较大，但一次绕组导体较短，瓷套较细，是近年来比较新的结构。电流互感器的型号产品型号均以汉语拼音字母表示，字母的代表意义及排列顺序如下：电流互感器的基本结构LVB系列电流互感器为油浸纸绝缘、倒立式结构(见图)。LVQB一次绕组为贯穿式导电杆结构，导电杆截面大，长度短，散热好。动、热稳定性能好，最大热稳定电流值达63kA/3s（一次绕组串联时）。一次绕组从二次绕组中心穿过，无漏磁通影响，测量精度能达到0.1和0.2S级。LVB系列电流互感器的基本结构安装运行中的LVB-220LVQB系列电流互感器基本结构一次绕组为贯穿式导电杆结构，动、热稳定性能好，最大热稳定电流值达63kA/3s（一次绕组串联时）。一次绕组从二次绕组中心穿过，无漏磁通影响，测量精度能达到0.2S和0.1级。优化设计的电极屏蔽结构改善产品内、外电场分布，绝缘性能优异，局部放电量测试在80％工频试验电压值下进行。LVQB系列电流互感器基本结构运行中的LVQB-110型电流互感器电压互感器的基本原理及结构1、电压互感器是一种专门用于变换电压的特种变压器。2、在正常工作条件下，其二次电压实质上与一次电压成正比，而且在连接方向正确时，二次电压对一次电压的相位差接近于零。电压互感器的基本原理电压互感器工作原理图电压互感器的作用1、测量作用：测量电力线路的电压，电能（与电流互感器配合）；2、保护作用：把过低电压或过高电压传给保护装置，保护装置使电网断电，保护了电网；3、绝缘作用：电压互感器的一次绕组和二次绕组之间有足够的绝缘，保证所有低压设备与电力线路的高电压相隔离，保证人员和低压设备的安全。4、标准化、小型化作用：电力系统有不同的电压等级，通过电压互感器一、二次绕组匝数的适当配置，可以将不同的一次电压变换称较低的标准电压，一般是100V或，这样可以减小仪表和继电器的尺寸，简化其规格，有利于仪表和继电器标准化小型化电压互感器的分类按相数分：有单相和三相。按绕组个数分：分为双绕组电压互感器、三绕组电压互感器和四绕组电压互感器。按绝缘介质分：油绝缘多在≥35kV采用。浇注绝缘多在≤10kV采用。一般干式多在≤380V采用。干式聚四氟乙稀绝缘110kV气体绝缘多用于高压产品电压互感器的分类按装置种类分：有户内式电压互感器和户外式电压互感器。35kV多为户内式，≥35kV多为户外式。按结构原理分：有电磁式电压互感器和电容式电压互感器。电磁式又可分为单级式和串接式。在我国，≤35kV均用单级式；≥63kV为串接式；在110kV－220kV范围内，串接式和电容式均有采用，近年来电磁式单级式结构也得到发展；330kV只生产电容式电压互感器的型号产品型号均以汉语拼音字母表示，字母的代表意义及排列顺序如下：电压互感器的基本结构JDQXF型系列电压互感器是以SF6气体作为主绝缘的单相、户外产品，用于额定电压为110kV、220kV的中性点有效接地系统中相与地间，作电压、电能测量及继电保护用。电容式电压互感器的结构复杂，受系统频率和环境温度的影响很大。因此SF6电磁式电压互感器有广阔的发展前景全省电压互感器使用情况从上表可以看出，电压等级越高，电容型互感器所占比例越高，从绝对数量上看220kV和110kV电压等级的电容型互感器数量最多。充气式电压互感器基本结构电容型电压互感器基本结构二、互感器的运行维护互感器正常运行基本原则：互感器在电力系统中主要用作测量和保护装置传递信息功能，它的安全运行不仅对设备本身而且直接影响到电网的安全、经济运行，互感器的特殊功能使它的安全运行显得极为重要。为保证互感器的安全、可靠运行，应做到正确使用、把好新产品投运关，做好日常巡视检查和加强技术监督等工作。1、互感器运行使用基本要求1、互感器应在铭牌规定技术参数范围内运行，互感器二次绕组所接负荷应在准确等级所规定的负荷范围内，即保持负荷为额定输出的25％～100%。2、互感器的各个二次绕组（包括备用）均必须有可靠的（保护）接地。应为一点接地，接地点位置由二次专业管理单位决定。3、互感器的所有接地端子应与没备底座可靠连接，设备底座应通过专用端子用两根接地引下线与接地网不同点可靠连接，引下线截面应满足安装地点短路电流的要求，并应明敷，方便检测。4、运行中全密封油浸式互感器应有油位指示，充氮密封互感器的压力指示应正常。5、气体绝缘互感器运行中气体压力指示应保持在制造厂规定范围内，表压不小于0.35MP。6、互感器的引线安装应保证运行中一次端子在任何季节和检修时所承受的机械负载不超过制造厂规定的允许值，防止损坏造成渗漏油。7、互感器外绝缘爬电距离及伞裙结构应满足安装地点污秽等级及防雨闪要求。户内树脂浇注互感器运行环境条件，应符合产品规定的污秽等级和通过凝露试验的条件，防止爬电闪络。8、互感器安装位置应在变电所过电压保护范围之内。防止直击雷或侵入波造成损坏。9、电容屏型电流互感器一次绕组末（地）屏必须可靠接地。禁止出现接地开路。10、倒立式电流互感器二次绕组屏蔽罩必须可靠接地。禁止出现接地开路。11、电流互感器二次侧严禁开路，备用的二次绕组也应短路接地，电压互感器二次侧严禁短路。12、电压互感器允许的最高运行电压及额定时间，应遵守国家标准规定，对中性点有效接地系统中的互感器，允许在1.5倍额定电压下运行30s，对中性点非有效接地系统中的互感器，在系统无自动切除对地故障保护时，允许在1.9倍额定电压下运行8h，当系统有自动切除对地故障保护时，允许在1.9倍额定电压下运行30s。13、电磁式电压互感器一次绕组接地端子N（X）必须可靠接地。电容式电式互感器的电容分压器低压端子N（δ）可通过载波回路接地或直接接地。严禁出现接地开路。14、中性点非有效接地系统中，以作单相接地监视用的电压互感器，一次中性点应接地，为防止谐振过电压，可在一次中性点或二次回路装设消谐装置。15、保护电压互感器的高压熔断器，应按母线额定电压及短路容量选择，熔丝电流不得随意加大。16、电压互感器二次回路，除剩余电压绕组和另有专业规定者外，应装设自动开关或熔断器。17、电容式电压互感器系积木式结构，其电容分压器单元、电磁装置，阻尼器等在出厂时，均通过调整误差后编号配套，安装时不得相互调换。运行中如发生电容分压器等元件损坏，更换后应注意重新调试互感器误差。互感器的阻尼器必须接入，否则不得投入运行。18、应定期校核电流（尤其是小变比）互感器所在电网实际的动、热稳定电流是否与产品铭牌规定值相符，如不符合要求，则应考虑更换互感器。2、运行检查2、运行检查2、运行检查2、运行检查3、互感器的检修不同类型的互感器其检修项目不同，同一台互感器的检修其类别不同，检修项目也不同。具体到每台互感器的检修根据检修类别，参考相应的检修标准进行检修。检修分类：3、互感器的检修检修周期：4、互感器的典型检修处理1、互感器渗漏油处理2、绝缘油处理3、真空注油4、互感器换油5、互感器绝缘油脱气处理6、现场更换膨胀器密封改造7、互感器器身干燥8、互感器SF6气体含水量超标处理5、互感器常见故障与处理互感器在运行中应按巡视检查规定周期进行巡视检查，并按《电力设备预防性试验规程》（DL/T596-1996）规定周期进行定期预防性试验。在巡视检查和预防性试验中，将会发现互感器一些异常和缺陷，必须及时予以处理和消除，以避免事故发生。下面分别按巡视检查异常处理和预防性试验缺陷处理进行介绍。5.1、巡视检查异常处理1、电磁式电压互感器（1）三相电压指示不平衡，一相降低，另两相正常，线电压不正常，或伴有声、光信号，可能是互感器高压或低压熔断器熔断；若是新投运的互感器有可能变比不相符，应及时处理。（2）在中性点非有效接地系统中，一相电压降低，另两相电压升高或指针摆动，可能是单相接地故障或基频谐振，或负荷较轻时，三相对地电容电流不平衡引起；如三相电压同时升高，并超过线电压，则可能是分频或高频谐振，应采取消谐措施。（3）在中性点有效接地系统中，当母线倒闸操作时，出现相电压升高并以低频摆动，一般为串联谐振现象。若无任何操作，突然出现相电压升高或降低，则可能是互感器内部绝缘故障，如串级式电压互感器可能是绝缘支架击穿或一次绕组层间或匝间短路。上述两种情况均应立即退出运行，进行检查。（4）在中性点有效接地系统中，电压互感器投运时出现电压表指示不稳定，可能是高压绕组N（X）端接地接触不良，应立即退出运行，进行检查。5.1、巡视检查异常处理2、电容式电压互感器（1）三相电压不平衡，开口三角有较高电压，设备有异常响声并发热，可能是阻尼回路不良引起自身谐振现象，应立即停止运行。（2）二次输出为零，可能是中压回路开路或短路，电容单元内部连接断开，或二次接线短路。（3）二次输出电压高，可能是电容器C1有元件损坏，或电容单元低压端未接地。（4）二次输出电压低，可能是电容器C2有元件损坏，二次过负荷或连接接触不良或电磁单元故障。（5）二次电压波动，可能是二次连接松动，或分压器低压端子未接地或未接载波回路，如果是速饱和电抗型阻尼器，有可能是参数配合不当。5.1、巡视检查异常处理3、电流互感器（1）电流互感器过热，可能是一次端子内外接头松动