电压互感器二次回路监测方法的探讨

电压互感器二次回路监测方法的探讨

赵洪亮

（宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司宁夏青铜峡市751600）

摘要：电压互感器是电力系统中重要的电气设备，电压互感器二次回路的正常运行是整个二次系统能否维持稳定的基本保证，本文对电压互感器二次回路监测方法进行了探讨，重点对在线监测系统进行了详细说明。

关键词：电压互感器；二次回路；监测方法

1概述

1.1电压互感器及其二次回路的重要性

电压互感器作为一重要的一次设备在电力系统中发挥着重要的作用同时，因为电压互感器是一种公用设备，无论是互感器本身出现问题或是其二次回路出现问题，都将给整个二次系统带来严重影响。保障电压互感器及其二次回路的稳定运行至关重要。

1.2电压互感器二次回路的作用和工作原理

电压互感器的主要作用是将电力系统的一次电压按照一定的变比缩小为要求的二次电压，供各种二次设备使用，使得二次设备与一次设备高压隔离，以此得以保证人身和设备的安全。

电压互感器的主要结构和工作原理类似于变压器。电压互感器的一次线圈匝数N1很多，并接于被测高压电网上，二次线圈匝数N2较少，二次负荷比较恒定，接于高阻抗的测量仪表和继电器电压线圈，正常运行时。电压互感器接近于空载状态。按照结构进行分类的话，电压互感器可以分为三相式以及单相式，按照安装位置来分类，可以分为母线式与线路式两种，按照工作原理来分类可以分为电磁式与电容式电压互感器两种。

2电压互感器二次回路异常及其原因

电压互感器二次回路最常见的故障是回路断线引发的事故，如果电压互感器二次回路发生回路断线事故，会导致继电保护设施不能正常工作，并因为计量回路不能有效获取采样信号从而失去计量特点。电力设备如果线路老化、磨损，情况恶化的话会导致二次回路故障，进一步会丧失继电保护系统二次回路的稳定可靠性能。

二次回路短路也是一个经常性出现的问题，此问题会导致二次回路中的熔断器无法正常工作，亦或产生二次回路装设的开关跳闸问题，反应装置会根据该问题自动发出线路中断的警示。当电压互感器二次回路电缆芯线两者之间无法正确结合，或者直接出现线路中断状况，保护设备将自动做处警报动作。电压回路中心线失去完整性，在这种状况下，回路将会不停地发出断线信号，提示工作人员采取相应的措施来解决问题。

另外，量测保护屏的接地铜排和UN中性点间的阻力数值，可以万用表的直流电阻来反映，当阻力数值接近于0欧姆时，就代表中性线回路处于正常工作状态。二次回路多点接地故障的发生，很大程度上会由于压互感器二次回路工作过程中的不正当安装步骤或者操作失误造成，这是由于变电站接地网不是实质层面的等电位面，两个网点间在地网有较大接地电流进入，出现高电位差。在这个条件下，该系统便没有电压引进到继电保护设备的监测回路中，直接导致电压精准性不能获得提高，让方向元件与阻抗元件难以精准操作。保护电压切换插件烧毁问题的存在，让电力网络的可靠运行面临极大的风险。

造成这个故障现象的原因主要有两个：即回路短路与负荷太重。通常在实操过程中较易产生上述故障，并且通常是变电站的停母线操作，由此可知是二次电压向一次系统反向输电导致负荷太重而致使插件毁坏电压互感器二次侧向不带电的母线充电达成电压互感器反向电能的输送，而电能供应中断状态的一次侧母线即便未曾处于接地状态，绝缘电阻、母线电容虽然很大，可是由电压互感器二次侧可以知道，阻抗有限，为此其反冲点电流便会增大，此时变会导致运转过程中电压互感器二次侧开关闭合，亦或产生电压并列箱负载太重会毁坏的问题，导致运行保护失去压力。

3电压互感器二次回路监测方法探讨

电压互感器不仅发挥着调控电压大小的作用，也能有效地测量、维护系统运行。但二次回路短路故障的发生直接损坏了互感器的性能，对系统运行的安全性以及设备调控的稳定性都造成了很多不利的影响。因而，在使用互感器保护电力设备运行时要考虑到其回路故障的防范，做好二次回路故障的检查是关键一步，能够为后期的故障处理提供具体的参考资料。检查二次回路的主要方法包括：

3.1噪声检查

通过声音状况判断电力故障是一种传统的检查方法，但对于电压互感器故障判断有着较高的准确性。检查人员在电压互感器运行状态下，通过听觉识别噪声的大小，若存在噪声过大、不均匀，则可以判断二次回路发生故障。如：互感器发生谐振、接地、短路等故障时，则有“哼哼”的噪声。

3.2气味检查

短路故障会造成某段线路的电流过于集中，强大的电压负荷会造成线路温度大幅度上升。当电压值超出电压互感器承受范围即可引起短路，同时互感器会出现明显的异味。有经验的检修人员可以根据气味判断是否发生故障，如：内部匝间短路、铁芯短路等引起高温，容易产生臭味或冒烟。

3.3指标检查

检查指标是判断二次回路短路障最直接的方法，这需要借助一些常用的电力仪器。如：检修人员结合万用表定期检测，当测量出互感器电压值超出标准范围即可判断短路故障发生的可能性，具体还需要通过进一步检查确定。

此外，电压互感器故障也可以通过电流指标的检查间接地判断。对于大型电压互感器的故障则要根据连接图检查，如图1。

图1电压互感器连接图

3.4在线监测

传统故障检测需要中断电力系统，这阻碍了设备及元件的持续运行。电力行业技术的改革进步使得在线监测技术得到了推广，这种技术无需中断系统运行，只需将监测仪表安装在电压互感器上，则可对其进行连续性的自动检测。在线监测不仅故障检测率高，且给系统维护人员的工作带来方便。以二次回路电压降在线监测系统为例做详细说明。

3.4.1方案原理

对电压互感器的首端电压和电能表端电压进行交流采样，通过输入装置，将信号送入AD芯片，利用电压互感器二次回路电压降采集设备的随机软件，计算出电压互感器首端电压和电能表端电压的电压差，同时对失压进行监测和记录。该软件同时还将这个电压差转换成两路数字信号，一路数字信号供随机显示用；另一路信号供数据传输用。

3.4.3在线监测功能实现

在变电站和电力大用户中利用网络传输技术建立“二次压降”自动监测系统，使之有效的对电压互感器的二次回路电压降情况进行实时监测，准确测量和记录电压互感器二次回路中电压降的数值和变化情况。系统采用在变电所计量屏或电力大用户计量装置上加装“电压互感器二次回路电压降自动监测装置”，该装置不仅能够实时监测二次回路压降，并通过计算机系统的计算分析，借助计算机网络和通信技术可以将处理过的数据在后台上可得到展示，为计量管理人员提供判断依据，通过电压降的变化情况判断电压互感器一次及二次回路是否断线，实现二次电压降值超标报警的功能。

结束语

本文在介绍电压互感器与二次回路基本概念、基本作用、基本原理的基础上，对电压互感器二次回路异常及其原因进行了详细分析，对各类监测方法进行了探讨，并在此基础上重点介绍了在线监测系统的功能实现。

参考文献：

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