一起35kV母線CVT二次電壓不平衡的檢查

范宇南

摘要

針對某5000變電站35kV側(cè)母線CVT（采用諧振型阻尼器）二次電壓不平衡問題，通過對故障CVT進(jìn)行紅外測溫、試驗(yàn)和設(shè)備解體分析，發(fā)現(xiàn)諧振電容器被擊穿是CVT二次電壓不平衡的主要原因，并造成了電磁單元溫度存在偏差的現(xiàn)象，同時(shí)對提出同類設(shè)備預(yù)防維護(hù)的建議。

【關(guān)鍵詞】電容式電壓互感器 諧振型阻尼器二次電壓 紅外測溫

500kV變電站低壓側(cè)35KV無功設(shè)備作為電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)的重要手段，其連接在同一35kV母線，35kV母線電壓的采集將直接影響到低壓無功設(shè)備的正確投切，因此對35kV母線CVT電壓不平衡現(xiàn)象的檢查和分析具有很重要的意義。本文中，結(jié)合某500kV變電站35kV母線CVT不平衡現(xiàn)象、紅外測溫及返廠解剖的檢查分析展開相關(guān)概述。

1 故障情況簡介

2017年6月，某站發(fā)現(xiàn)35kV母線CVT（采用諧振型阻尼器）三相二次電壓不平衡，數(shù)據(jù)如表1所示。

2 檢查情況

2.1 現(xiàn)場試驗(yàn)

（1）絕緣電阻測量數(shù)據(jù)分析：絕緣電阻測試數(shù)據(jù)無異常。

（2）電容分壓器tanδ、電容量測量：電容分壓器電容量與銘牌值比較基本無偏差，說明分壓電容器不是造成其二次電壓偏高的原因。

（3）變比測量：A、B相3對二次繞組的變比均小于額定值，也小于c相變比（c相變比與額定值基本相符）。變比測量結(jié)果與在運(yùn)行電壓下A、B相二次電壓偏高的問題相吻合。如表2所示。

（4）開口三角繞組諧振型阻尼器電流測量：在相同電壓下（100V）A、B相阻尼器的電流明顯大于C相，也大于其額定電流（0.5A），判斷A、B相開口三角繞組諧振型阻尼器損壞。如表3所示。

（5）紅外測溫?cái)?shù)據(jù)：A、B、C相電容分壓器溫度一致;電磁單元最高溫度：A相：42.6℃，B相：42.0℃，C相：39.3℃。A、B相溫度比C相高2-3K。判斷A、B相運(yùn)行中存在過熱現(xiàn)象。

（6）電磁單元絕緣油色譜分析：A、B、C三相絕緣油色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)均正常，初步判斷內(nèi)部熱點(diǎn)溫度不高，未造成絕緣油分解。且無固體絕緣損壞問題。

2.2 返廠誤差試驗(yàn)

（1）帶阻尼器進(jìn)行誤差試驗(yàn)，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，其角差、比差偏差很大，且比差為正偏差，1S及2S繞組均大于互感器校驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的精度值。

（2）不帶阻尼器（打開d1、d2連片將阻尼器開路）再進(jìn)行誤差試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)角差、比差大幅減小，由此可初步判斷阻尼器故障導(dǎo)致二次電壓升高。

2.3 解體檢查

將CVT的電容分壓器與電瓷單元解體分離，拆下諧振型阻尼器的諧振電容器，分別測量A、B相CVT的諧振電容器，測試數(shù)據(jù)如表4。

由表4可知諧振電容器已經(jīng)損壞，損壞原因?yàn)殡娙萜鞑糠衷舸?，造成整體電容值降低。

2.4 電磁單元解體外觀檢查

電磁單元各元件外觀無放電燒黑痕跡，均正常。絕緣油清澈，無變色、無其它雜質(zhì)。

3 故障分析

此CVT采用諧振型阻尼器，基本工作原理（圖1）如下：諧振型阻尼器由電容Cx和電感Lx并聯(lián)后再與電阻R串聯(lián)組成，整個(gè)阻尼裝置并聯(lián)于開口三角繞組，電容Cx和電感Lx在額定頻率fN下為并聯(lián)諧振狀態(tài)，諧振回路的阻抗很大，只有很小的電流流過阻尼電阻。廠家規(guī)定：阻尼回路在其額定電壓下（100V），回路電流為0.5A。

35kV CVTA、B相諧振電容器損壞，電容值下降，電容、電感并聯(lián)諧振回路失諧，阻抗下降，設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下其開口三角繞組及阻尼器的阻尼電阻均流過較大電流，根據(jù)對阻尼器進(jìn)行通流試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，可以估算運(yùn)行中2臺(tái)CVT開口三角繞組回路的電流為2-3A，回路電流增大，產(chǎn)生的熱量即相應(yīng)增大，其中阻尼電阻的阻值較大，其發(fā)熱功率也大（發(fā)熱功率值見表5），是造成CVT電磁單元發(fā)熱的主要原因。

阻尼電阻的發(fā)熱功率相對不大，阻尼電阻周圍均為絕緣油，能夠正常散熱，因此2臺(tái)CVT的溫升不高，也未造成絕緣油過熱分解產(chǎn)生烴類氣體等特征氣體。

運(yùn)行中CVT二次電壓升高的原因分析：電容Cx、電感Lx并聯(lián)諧振回路中，電容器電容值大幅減小，回路失諧，并聯(lián)回路為容性，CVT剩余電壓繞組相當(dāng)于接入了一個(gè)容性負(fù)荷，參照變壓器外特性曲線圖（圖2），其負(fù)荷為容性時(shí)，二次電壓則相應(yīng)升高。

4 日常維護(hù)建議

采用諧振型阻尼器CVT的二次電壓出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象時(shí)，其電磁單元溫度、變比、開口三角繞組諧振型阻尼器電流都將出現(xiàn)異常，因此在該型的CVT日常運(yùn)行維護(hù)中，應(yīng)周期性進(jìn)行以下檢查：

（1）紅外測溫：相間溫差不大于2K;

（2）CVT二次側(cè)電壓檢測：三相不平衡率不大于1%;

（3）諧振型阻尼器通流試驗(yàn)：施加100V額定電壓，阻尼器電流符合廠家技術(shù)要求。

5 結(jié)束語

這次對諧振型阻尼器的35kV母線CVT二次電壓不平衡故障的檢查，綜合采用了紅外測溫、現(xiàn)場試驗(yàn)、返廠解剖分析等方法，比較徹底的分析了故障原因，提出了同類設(shè)備的日圖2：不同負(fù)載性質(zhì)時(shí)變壓器的外特性曲線圖常檢查維護(hù)建議，并就發(fā)現(xiàn)二次電壓不平衡故障時(shí)的處理提供了檢查方法。

參考文獻(xiàn)

[1]趙淼.一起110kV CVT內(nèi)部故障引起母線電壓異常分析及處理[J].電力工程技術(shù)，2017（05）.