一起110kV母線電容式電壓互感器二次電壓異常分析與處理

周 芳 韓幸軍 李懂懂 戴 濤

（舟山電力局，浙江 舟山 316000）

一起110kV母線電容式電壓互感器二次電壓異常分析與處理

周 芳 韓幸軍 李懂懂 戴 濤

（舟山電力局，浙江 舟山 316000）

本文根據(jù)一起110kV母線電容式電壓互感器（以下簡稱CVT）出現(xiàn)二次電壓偏低的現(xiàn)象，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和設(shè)備解體檢查，找出了故障所在，并提出了預(yù)防措施。

電容式電壓互感器；二次電壓；異常分析

1 引言

電容式電壓互感器（CVT）是舟山電網(wǎng)使用比較廣泛的的一種電力設(shè)備。它由電容分壓器和中間電壓電磁單元組成，可兼顧電壓互感器和電力線路載波耦合裝置中的耦合電容器兩種設(shè)備的功能。在110kV及以上的系統(tǒng)中已經(jīng)逐步取代原有的線路電磁式電壓互感器，成為系統(tǒng)中不可缺少的一種設(shè)備。

隨著CVT的廣泛使用，運(yùn)行中也出現(xiàn)了一些問題，主要表現(xiàn)為運(yùn)行中二次電壓異?；蝾A(yù)防性試驗(yàn)中電容分壓器電容量和介損超標(biāo)。為深入查找CVT發(fā)生缺陷的原因，檢修試驗(yàn)人員對(duì)有問題的CVT進(jìn)行了試驗(yàn)分析和解體檢查，并探究了產(chǎn)生故障的原因。

2 故障現(xiàn)象

2010年5月浙江舟山某110kV電站，110kV付母C相壓變?cè)陔娋W(wǎng)正常運(yùn)行條件下，發(fā)生故障，二次電壓顯示值偏低。該電容式電壓互感器型號(hào)為TYD110/3-0.02H，生產(chǎn)日期2005年6月，為了便于進(jìn)行故障說明和分析，首先給出其電氣接線原理圖如圖1所示。

該電容式電壓互感器的高壓電容C1（包含C11、C12兩個(gè)單元）、中壓電容C2以及安裝在下部油箱中的電磁單元組成，其電容量分別為：C11與C12串聯(lián)后組成 C1電容量為 0.0282μF，C2=0.06645μF，電磁單元中間變壓器的一次端B在C12與C2的中間抽頭處，三個(gè)二次繞組的接線端子1a，1n，2a，2n，da，dn，通過接線端子盒引出，N端子經(jīng)出線盒接地。

故障發(fā)生后，試驗(yàn)人員對(duì)這臺(tái)CVT進(jìn)行了預(yù)防性試驗(yàn)，與歷史數(shù)據(jù)相比，發(fā)現(xiàn)它的C1電容量和tanδ正常，C2的電容量和tanδ卻明顯偏高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，初步分析C2中有電容元件被擊穿。

圖1 電容式電壓互感器接線原理圖

3 電氣試驗(yàn)分析

由于設(shè)備比較笨重，移動(dòng)不方便，在停電后試驗(yàn)人員首先在現(xiàn)場(chǎng)拆掉引線對(duì)其做了常規(guī)例行試驗(yàn)。CVT的外觀無損傷痕跡，檢測(cè)電磁單元二次出線端對(duì)地絕緣、繞組間的絕緣，均大于 5000M?，絕緣合格。隨后又對(duì)其高壓電容 C1和中壓電容 C2的電容量、tanδ進(jìn)行了測(cè)量。采用相同的測(cè)試方法，使用儀器山東泛華AI6000-E電容介損測(cè)量儀，測(cè)試數(shù)據(jù)與設(shè)備投運(yùn)前和上次預(yù)防性試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比C1基本無變化，而C2的電容量和介損卻有明顯變化，誤差達(dá)到+6.5%。同時(shí)將故障相電容值與健全相的電容值進(jìn)行比較，部分試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 高壓電容C1、中壓電容C2與歷史數(shù)據(jù)的比較

由表1可以看出故障相C2的電容量和介損與健全相相比變化很大，也與實(shí)際二次輸出電壓低的情況符合，根據(jù)國家電網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》2008-01-21電容量初值差不超過±2%，以及 DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》膜紙符合絕緣的 CVT 電容量偏差不超出額定值的-5%～+10%，介損值不超過 0.2%，于是我們懷疑故障相CVT二次輸出電壓低是由于C2部分電容元件被擊穿使電容量增大，而引起的二次分壓的改變。

4 CVT解體檢查

為了防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大,了解故障的真正原因，檢修人員現(xiàn)已更換了該付母C相壓變，并采取了相應(yīng)對(duì)策，對(duì)其進(jìn)行了解體檢查。在吊罩之后也對(duì)電容單元進(jìn)行了試驗(yàn)，與吊罩前相比試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本無變化，說明該故障與CVT外罩、試驗(yàn)接線、雜散電容等的影響基本無關(guān)。于是，檢修人員繼續(xù)解體檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)中壓電容C2的25片電容元件中最后兩層有明顯的放電燒傷痕跡，而C1的各電容元件完好，這與電容量和介損的測(cè)量結(jié)果是一致的。由此，可以判定該CVT二次電壓低是由于C2的部分電容元件被擊穿引起的。

圖2 被擊穿的電容元件

5 防止對(duì)策

由上述分析可知，該CVT的中壓電容C2的25片電容元件只有兩片被擊穿，二次電壓下降約8.5%。在二次電壓下降幅度不大時(shí)，保護(hù)并不會(huì)動(dòng)作，不發(fā)生電壓回路斷線信號(hào)，該CVT還可以繼續(xù)運(yùn)行。但是在長時(shí)間運(yùn)行壓力下，不但會(huì)引起較大的計(jì)量誤差，還可能導(dǎo)致更多的電容元件被擊穿，從而引起CVT的爆炸事故。檢修人員建議，針對(duì)這一缺陷對(duì)該廠家同一類型的CVT做抽樣調(diào)查、跟蹤記錄，并沒有發(fā)現(xiàn)類似的情況，說明并不是家族性缺陷。檢修人員還設(shè)想在每相CVT的二次電壓回路接入保護(hù)裝置，通過計(jì)算三相相電壓的不平衡度并與標(biāo)準(zhǔn)值比較，加強(qiáng)監(jiān)視及時(shí)告警。其原理方程式為

其中，Umax為相電壓的最大值；Umin為相電壓的最小值；為相電壓值。

6 結(jié)論

由于CVT設(shè)備的特殊性，目前在線監(jiān)測(cè)和預(yù)試工作還有待深入開展。為此，筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，提出以下建議：

（1）生產(chǎn)廠家應(yīng)加強(qiáng)CVT制造過程的控制，重點(diǎn)監(jiān)控電容元件的選擇與安裝工藝。

（2）檢修試驗(yàn)人員按照相關(guān)規(guī)程定期開展CVT的預(yù)防性試驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)電容值的變化要認(rèn)真分析，根據(jù)實(shí)際情況必要時(shí)縮短試驗(yàn)周期。

（3）運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì) CVT二次電壓的巡視，監(jiān)測(cè)異常數(shù)據(jù)并做出綜合分析。

[1] 陳天翔,王寅仲. 電氣試驗(yàn)[M].北京：中國電力出版社,2005.

[2] DL/T596-1996,電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程[S].

[3] 駱明川.一起220kV母線CVT缺陷分析及預(yù)防措施[J].電工技術(shù),2010(3):43.

[4] 盛國釗,倪學(xué)鋒,王曉琪. 1995-1999年電容式電壓互感器的運(yùn)行及故障情況分析[J].電力設(shè)備,2001,2(2):27-29.

[5] 蘇勝新，咸日常. 運(yùn)行中的電容式電壓互感器二次失壓故障分析和試驗(yàn)方法[J].電力電容器,2002(2):24-27.

Analasyis and Treatment About Abnormal Secondary Circuit Voltage of a Capacitor Voltage Transformer in 110kV Bus

Zhou Fang Han Xingjun Li Dongdong Dai Tao
(Zhoushan Power bureau, Zhoushan, Zhejiang 316000)

This article is according to a phenomenon of capacitor voltage transformer (CVT)which is in 110kV bus service and losing its secondary circuit voltage. The problem is settled by the analysis of testing data and equipment. The measures to prevent faults are also given.

capacitor voltage transformer；secondary circuit voltage；abnormal and analysis

周 芳（1984-），女，陜西西安人，碩士，研究方向?yàn)楦唠妷号c絕緣技術(shù)。

韓幸軍（1972-），男，浙江舟山人，工程師，研究方向?yàn)楦唠妷杭夹g(shù)。

李懂懂（1967-），男，浙江舟山人，高級(jí)技師，研究方向?yàn)楦唠妷杭夹g(shù)。

戴 濤（1971-），男，浙江舟山人，本科，主要研究高壓電氣。