電容式電壓互感器發(fā)熱原因分析

李凱楓，黎家活

(中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司梧州局，廣西 梧州 543002)

電容式電壓互感器發(fā)熱原因分析

李凱楓，黎家活

(中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司梧州局，廣西 梧州 543002)

介紹了常規(guī)電容式電壓互感器(CVT)的結(jié)構(gòu)，對CVT運行中出現(xiàn)的幾種發(fā)熱故障進行了分析，指出諧振電容進油擊穿、保護避雷器絕緣異常及試驗抽頭污穢嚴重是導(dǎo)致CVT發(fā)熱的主要原因，并提出加強紅外測溫、二次電壓監(jiān)視是發(fā)現(xiàn)CVT發(fā)熱的重要手段，為發(fā)現(xiàn)和處理CVT同類缺陷提供了參考。

電容式電壓互感器；發(fā)熱；紅外測溫；諧振電容

0 引言

電容式電壓互感器(CVT)作為一種使用廣泛的電力設(shè)備，其運行狀況對電網(wǎng)系統(tǒng)的影響很大。CVT作為一種電壓致熱型設(shè)備，其發(fā)熱故障一般溫升并不明顯；一旦出現(xiàn)較大溫升的情況，往往說明該設(shè)備出現(xiàn)了較大的問題，需要立即處理。

總結(jié)分析CVT發(fā)熱的原因，為這類設(shè)備的缺陷處理提供經(jīng)驗，可起到積極的防范作用，同時對提高設(shè)備運行可靠性和保證電網(wǎng)安全運行都有重要作用。

1 常規(guī)CVT結(jié)構(gòu)簡介

常規(guī)CVT一般由高壓電容、中壓電容、中間變壓器、補償電抗器、避雷器、阻尼器及相應(yīng)的二次繞組組成，如圖1所示。常見的阻尼器由產(chǎn)生并聯(lián)諧振的電容器和電抗器并聯(lián)后再串聯(lián)電阻組成，其作用是消除鐵磁諧振。

2 CVT發(fā)熱原因分析

2.1 諧振電容故障

2016年，運行人員紅外測溫發(fā)現(xiàn)某500?kV變電站35?kV?CVT油箱溫度異常。其中A相11.6℃，B相8.7?℃，C相10.5?℃。按照中國南方電網(wǎng)公司缺陷定級標準，電壓致熱型設(shè)備相間溫差1—3?℃屬于重大缺陷。

圖1 常規(guī)CVT的結(jié)構(gòu)

打開油箱后，發(fā)現(xiàn)該CVT絕緣油顏色較深，分析其為過熱所致。將諧振電容器拆下后，測量A相諧振電容器容量為101.7?μF，較正常容量200?μF變化較大。對諧振電容器進行解剖，發(fā)現(xiàn)諧振電容器內(nèi)部有變壓器油，內(nèi)部澆注體未將整個元件都包圍保護，只有元件底部被澆注體保護，如圖2所示。

諧振電容器外部壓接及焊縫處密封性能不好，導(dǎo)致內(nèi)部進油，造成未被澆注體保護的元件中的金屬膜遇油反應(yīng)，鋅鋁被擠出膜外，致使元件擊穿，容量減小，諧振回路失諧，流過阻尼器的工頻電流激增，從而導(dǎo)致阻尼電阻發(fā)熱。

2.2 保護避雷器絕緣異常

運行人員巡視發(fā)現(xiàn)某CVT?A相電壓波形畸變，零序電壓過大。經(jīng)現(xiàn)場紅外測溫發(fā)現(xiàn)，該CVT?A相溫度為53.7?℃，B相38.1?℃，C相38.3?℃。現(xiàn)場對發(fā)熱CVT中間變壓器絕緣油進行色譜分析、介損及電容測試，測試結(jié)果均無異常。吊罩檢查未發(fā)現(xiàn)中間變壓器內(nèi)部連接螺絲松動，但中間變壓器油箱內(nèi)部的并聯(lián)于補償電抗器兩端的保護避雷器絕緣電阻為30?MΩ，低于5?000?MΩ的設(shè)計要求值。避雷器絕緣電阻偏低，使得與之并聯(lián)的補償電抗器在1個周波內(nèi)經(jīng)歷多次電流突變，造成發(fā)熱量增大，從而導(dǎo)致油箱發(fā)熱；這屬產(chǎn)品元件質(zhì)量問題引起的缺陷。

圖2 故障的諧振電容器

2.3 分壓抽頭瓷套污穢

2012年，運行人員發(fā)現(xiàn)該站2號故障錄波裝置頻繁啟動，后臺檢查發(fā)現(xiàn)2號主變220?kV側(cè)電壓故障錄波突變量啟動。調(diào)出多個波形進行分析，發(fā)現(xiàn)均為2號主變220?kV側(cè)B相電壓波形有輕微畸變。對2號主變220?kV側(cè)CVT進行紅外測溫，發(fā)現(xiàn)該CVT分壓抽頭與下部瓷套范圍溫度明顯偏高，比其他部分高出9?℃左右。在停電檢查時，發(fā)現(xiàn)該相電壓互感器中壓電壓抽頭處污穢嚴重。經(jīng)返廠解體檢查，發(fā)現(xiàn)瓷套外面分壓抽頭處有輕微的放電痕跡。

CVT的分壓抽頭正常運行時存在懸浮電壓，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，分析確認由于該變電站污穢比較嚴重，在污穢、連日大雨的潮濕環(huán)境下分壓抽頭絕緣降低，從而產(chǎn)生了放電發(fā)熱。

3 結(jié)束語

紅外測溫是對CVT發(fā)熱監(jiān)測的重要手段，它具有準確、實時、快速的特征，但由于電壓致熱型設(shè)備初期發(fā)熱現(xiàn)象并不明顯，需要檢測人員對檢測結(jié)果加強分析對比。另外，CVT發(fā)熱一般伴隨著其他現(xiàn)象的發(fā)生，如二次輸出電壓異常、油位變化、伴有異響等，需要運行人員加強監(jiān)測、巡視力度，發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施，防止事故擴大。

1?喬亞軍，林其雄，林李波．500?kV?CVT電磁單元過熱??缺陷分析與處理[J]．電力電容器與無功補償，2015，36??(4)：61-63.

2?陳坤漢，張偉平，黎潤洪．110?kV電容式電壓互感器油??箱發(fā)熱缺陷分析[J]．高壓電器，2015，51(2)：152-156.

3?石延輝，謝??超，葉建鑄，等．阻尼電流在CVT故障分??析中的作用探討[J]．電力電容器與無功補償，2012，33??(4)：83-86.

2016-09-20；

2016-11-11。

李凱楓(1984—)，男，工程師，主要從事變電運行維護工作，email：likaifeng00@126.com。

黎家活(1966—)，男，工程師，主要從事變電檢修維護工作。