一起500 kV電流互感器故障原因分析及思考

曾邵莆

（國網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司，福建福州350013）

一起500 kV電流互感器故障原因分析及思考

曾邵莆

（國網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司，福建福州350013）

近年來國內(nèi)外電流互感器普遍采用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)，目前一般結(jié)合CO、CF4含量及其它檢測結(jié)果、設備電氣特性、運行工況等進行綜合分析，并沒有單獨對CO含量偏高進行相關規(guī)定。由于現(xiàn)場卻存在CO含量偏高，SO2及H2S含量為0的故障，從而提出CO作為一種參考狀態(tài)量，如果有較大增長，則或許可以及時地發(fā)現(xiàn)隱患，能夠有效確保變電設備的安全運行。

電流互感器；特征氣體；氣體分析；狀態(tài)量

對于敞開式SF6電流互感器的在線監(jiān)測手段中較為有效的就是SF6氣體成分分析法，根據(jù)放電后的特征氣體質(zhì)量分數(shù)分析互感器內(nèi)部的放電程度。國網(wǎng)輸變電狀態(tài)檢修試驗規(guī)程中規(guī)定對于運行中的SF6設備，其雜質(zhì)組分SO2和H2S的注意值均為1μL/L，若檢測出異常，應結(jié)合CO、CF4含量及其它檢測結(jié)果、設備電氣特性、運行工況等進行綜合分析，并沒有單獨對CO含量偏高進行相關規(guī)定。而現(xiàn)場卻存在CO含量偏高，SO2及H2S含量為0的故障。因此定義是否將CO含量作為特征氣體，以及其含量的多少作為注意值對于及早發(fā)SF6絕緣電氣設備內(nèi)部故障具有非常重要的意義。

1　故障案例情況

2015年08月29日04時06分，500 kV某變1號聯(lián)變?nèi)齻?cè)開關跳閘，1號聯(lián)變RCS978兩套保護差動速斷、工頻變化量差動、比例差動保護動作，1號聯(lián)變500 kV側(cè)5031、500 kV某路/1號聯(lián)變5032斷路器保護三相跟跳、溝通三跳動作。通過對故障錄波及保護數(shù)據(jù)分析，初步判斷1號聯(lián)變本體A相升高座至500 kV開關CT間一次設備出現(xiàn)對地故障。現(xiàn)場人員首先對5031、5032CTA相進行SF6氣體分解物測試，測試結(jié)果見同表1。

表1　SF6氣體分解物測試分解結(jié)果μL/L

由于測試結(jié)果未見SO2及H2S故障氣體，現(xiàn)場人員只能判斷其未故障，繼續(xù)對1號聯(lián)變?nèi)齻?cè)的幾乎所有設備均進行試驗后仍無法判斷故障設備，最后只好采取分段加壓方式進行耐壓試驗。在對5031開關A相CT進行耐壓過程中，當電壓上升至120 kV時，耐壓設備無法繼續(xù)升壓，隨后重新測得該CT一次對地絕緣僅為1.69 MΩ，采用10 kV反接法進行電容量、介損試驗時儀器顯示接地故障無法試驗?？膳袛啾敬沃髯兲l是由于#1聯(lián)變500 kV側(cè)5031開關A相CT絕緣內(nèi)部擊穿，造成保護動作。為進一步明確設備故障原因，將該設備于2015年9月8日返廠解體檢查。

2　解體情況

2.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)

故障設備為倒立式SF6氣體絕緣結(jié)構(gòu)，主要由殼體、二次繞組組件、一次導體、復合空心絕緣子、底座等幾部分組成。

2.2解體前試驗

2.2.1SF6氣體測量

1）純度分析（見表2）

表2　純度分析%

2）分解物分析（見表3）

表3　分解物分析×10-6

2.2.2絕緣電阻測量

一次對二次繞組及地：0.8 MΩ；一次繞組段間：2 500 MΩ；二次繞組間及地：＞2 500 MΩ

2.2.3伏安特性測量、端子標志檢驗、誤差測定

通過氣體分解物檢測，可以判斷內(nèi)部存在放電性故障。

2.3解體檢查

按照標準指導書進行解體，發(fā)現(xiàn)原因如下：

1）該盆式絕緣子為環(huán)氧樹脂澆筑成形，查閱其出廠試驗報告所列X光探傷試驗、工頻耐壓試驗、局部放電試驗結(jié)果均合格，抗彎試驗和材質(zhì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測試為批次抽檢項目，供應商未提供報告。

2）向互感器制造商了解，其對外購的盆式絕緣子入廠時做外觀檢查、核對報告，帶盆式絕緣子做整體耐壓和局部放電試驗?，F(xiàn)場觀察其盆式絕緣子的螺栓緊固均采用力矩扳手，并對稱交替鎖緊，安裝工藝符合要求。

3）該電流互感器采用的是帶減震彈簧的鋼支架臥倒運輸，使用南京歐泰電子式?jīng)_擊記錄儀，三維沖擊記錄最大值橫向2.56 g、縱向1.64 g、幅向1.91 g，滿足反措小于10 g的要求。

4）在設備故障后第1天和第3天現(xiàn)場分別采用了氣相色譜法和固體電解質(zhì)傳感器兩種不同原理氣體分解物測試，但均未測得故障特征氣體，而在返廠后試驗測得H2S、SO2等氣體嚴重超標。說明該類型互感器氣室內(nèi)氣體相對固定，在短期溫差變化不大的情況下，在密閉的空間內(nèi)氣體無法流動，而故障氣體集中在頭部空間，導致兩次從底部取氣孔取氣試驗均未發(fā)現(xiàn)故障氣體。只有在返廠運輸過程中，因臥倒運輸后，氣室內(nèi)部氣體充分流動，在廠內(nèi)進行氣體分解物測試時才發(fā)現(xiàn)故障氣體。

3　其它事故案例比較

1）2015年11月1日10：45，福建省500 kV**I路，兩端變電站一側(cè)檢查：該線路保護測距為91.88 km（603），123.9 km（931），75.612 km（故障錄波）；大泉I路保護故障電流為二次值0.92A（603/931），線路全長76.15 km；另一側(cè)變電站檢查：故障測距均為0，故障相C相，故障電流二次值1.161 A（103），故障電流二次值7.43 A（603）；泉崗I路故障測距均為0，故障相C相；一次設備檢查發(fā)現(xiàn)5022開關CTC相表計內(nèi)部呈現(xiàn)黑色（圖片9）；該線路跳閘前負荷363 MW。SF6氣體分解物測試數(shù)據(jù)見表4。

表4　SF6氣體分解物測試數(shù)據(jù)μL/L

2）2016年1月8日，福建某500 kV變電站在某線路例行首檢的過程中，發(fā)現(xiàn)500 kV電流互感器內(nèi)含有SO2故障氣體，后經(jīng)廠家協(xié)商返廠處理，其SF6氣體分解物測試數(shù)據(jù)如表5。

表5　SF6氣體分解物測試數(shù)據(jù)μL/L

案例分析:通過前述的三個案例中的SF6氣體成分分析表1、表4及表5我們可以看出，如果設備存在故障，則不論測試結(jié)果是否測試出SO2，H2S的含量多少，CO的含量都很大，且大于50μL/L。

4　結(jié)語

目前現(xiàn)場檢測人員參照的試驗規(guī)程主要是國網(wǎng)的狀態(tài)檢修試驗規(guī)程，而其中并沒有把CO作為狀態(tài)量進行判斷，對于電氣設備固體絕緣發(fā)熱或者放電的故障往往很難單一從SO2和H2S的多少中判斷出來，從而延誤了發(fā)現(xiàn)設備內(nèi)部故障的時間。因此，筆者認為把CO作為一種參考狀態(tài)量，如果有較大增長，則或許可以及時地發(fā)現(xiàn)隱患并處理。

（編輯：劉楠）

Together w ith the Reasons for the Current 500kV Transformer Fault Analysis and Reflections

Zeng Shaofu
（State Grid Electric Power Co.，Ltd.Fujian Branch M aintenance，F(xiàn)uzhou Fujian 350013）

s：SF6 gas universally adopted in current transformer at home and abroad in recent years as a dielectric，the current general combined with CO and CF4content and other electrical characteristics and operation condition on test results，and so on carries on the comprehensive analysis，and no separate regulations on CO contenton the high side.Because the site has high CO content，SO2and H2S content of zero failure，this paper puts forward CO as a reference state，if there is a large growth，may find hidden in a timelymanner，can effectively ensure the safe operation of substation equipment.

current transformer；characteristic gas；gas analysis；state quantity

TM 63

A

2095-0748（2016）17-0066-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.17.27

2016-08-02

曾邵莆（1986—），男，福建莆田人，在職研究生，工程師，國網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司，從事變電檢修工作。