互感器是电网前端传感设备,一旦发生故障,不仅自身损坏,还会引发计量失效、保护误动拒动,严重时造成设备爆炸、大面积停电。了解互感器典型故障类型,以及故障对电力系统的连锁影响,是变电站运维工作的重点。
电流互感器 CT 最危险故障是二次开路。CT 一次有负荷电流时,二次绕组开路,阻抗无穷大,会感应数千伏高压,击穿绝缘,互感器炸裂,威胁人身安全。开路之后,二次没有电流输出,保护装置采集不到电流信号,发生短路故障时保护拒动,扩大停电范围。同时铁芯磁通剧烈上升,铁芯过热烧毁。
电压互感器 PT 典型故障是二次短路。PT 二次短路会产生巨大短路电流,烧毁绕组,引发起火爆炸。在中性点不接地系统,PT 励磁特性匹配不当,容易触发铁磁谐振,产生数倍于额定电压的谐振过电压,击穿避雷器、互感器绝缘,造成设备大面积损坏。
绝缘故障是互感器长期运行高发问题。环氧树脂开裂、受潮、进水,绝缘电阻下降,发生一次二次击穿,高压窜入二次回路,烧毁保护测控装置,甚至造成触电事故。绝缘受潮进展缓慢,初期没有明显告警,依靠年度预防性试验才能提前发现。
铁芯饱和故障多见于电磁 CT。短路故障大电流,让铁芯进入饱和区,输出波形畸变。计量绕组饱和会造成电量计量不准;保护绕组饱和,保护装置获取错误波形,引发保护拒动或者误跳闸,造成非故障线路误停电。
还有接线故障,极性接反、多点接地、二次虚接。极性错误会造成差动保护不平衡电流超标,正常运行就误跳闸;二次虚接,接触电阻不稳定,遥测数据波动,计量误差持续变化。
互感器故障会形成连锁反应,互感器作为信号源头,一旦采样异常,后续所有保护、计量、录波设备全部失效。很多电网事故溯源,源头就是互感器缺陷。
日常运维手段,就是通过预试、在线监测,提前排查隐患。CT 重点检查绝缘、变比、伏安特性;PT 检测绝缘、局部放电,配置消谐装置抑制铁磁谐振。运维规程严格规定,CT 二次回路不允许加装熔断器,PT 二次必须装设保险。
故障发生之后,要按规程停电处置,严禁带电处理 CT 开路故障。定期开展运维培训,让现场人员掌握互感器风险点,杜绝违规操作。
互感器故障的危害,远不止互感器本身损坏,会直接威胁整套电网安全。做好选型、试验、巡检,及时消除隐患,才能避免互感器故障诱发重大电力事故。