一種500kV CVT電磁單元絕緣缺陷分析及處理方法

吳小平，顧衛(wèi)坤，向天航

（中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司，湖北省宜昌市 443002）

0 引言

電容式電壓互感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐絕緣沖擊強(qiáng)度高、抗鐵磁諧振性能好等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用[1-5]。某500kV開(kāi)關(guān)站出線CVT為雙出線盒產(chǎn)品，型號(hào)為T(mén)YD500/-0.005H，2013年4月投運(yùn)。2015～2016年度，檢修人員在500kV開(kāi)關(guān)站出線設(shè)備檢修中，按照試驗(yàn)規(guī)程[6]對(duì)CVT進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)第三回出線A、C相及第五回出線A、B、C相均存在CVT電磁單元低壓端子絕緣電阻為0ΜΩ情況。本文通過(guò)對(duì)500kV開(kāi)關(guān)站CVT中間變壓器絕緣不合格原因查找與分析，通過(guò)試驗(yàn)方法找到CVT絕緣不合格的原因，并提出絕緣缺陷整改措施，供借鑒參考。

1 缺陷分析

1.1 缺陷描述

某500kV開(kāi)關(guān)站所用CVT電氣原理圖如圖1所示。

CVT主要由電容分壓器和中壓變壓器組成，其中C1包含C13、C12、C11三部分，自上而下排列，在中間變壓器一次側(cè)繞組首端裝設(shè)接地開(kāi)關(guān)K，并在箱體外設(shè)有操作把手，如圖2所示。

圖2 接地開(kāi)關(guān)K操作把手Figure 2 Operation handle of earthing switch K

圖3 中間變壓器一次繞組絕緣電阻試驗(yàn)接線圖Figure 3 Wiring diagram of insulation resistance test for primary winding of intermediate transformer

根據(jù)檢修計(jì)劃，對(duì)500kV CVT進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)。將中間變二次端子短接接地，C11上端、N端子接地，接地開(kāi)關(guān)操作把手置“運(yùn)行”位置，絕緣電阻表L端加在二次出線盒X端子上即電磁單元低壓端子，如圖3所示，此時(shí)測(cè)得為中間變壓器一次繞組、C11和C2的絕緣電阻，本次預(yù)防性試驗(yàn)是在N與X端子、X端與地均打開(kāi)條件下進(jìn)行，數(shù)據(jù)如表1所示。

根據(jù)試驗(yàn)得出，第三回出線A、C相及第五回出線A、B、C相均存在CVT電磁單元低壓端子絕緣電阻不合格。CVT為雙出線盒產(chǎn)品，調(diào)節(jié)端子出線盒由于在投運(yùn)前做過(guò)精度試驗(yàn)，在檢修過(guò)程中嚴(yán)禁打開(kāi)，現(xiàn)場(chǎng)檢查二次端子出線盒正常。

表1 電磁單元低壓端子絕緣電阻測(cè)量值Table 1 Measurement value of insulation resistance of low voltage terminal of electromagnetic unit

1.2 缺陷分析

由于第三回和第五回出線CVT均存在電磁單元低壓端子絕緣電阻不合格，以下以第三回出線CVT為例進(jìn)行缺陷分析判定。

1.2.1 判定C11和C2的絕緣

接地開(kāi)關(guān)操作把手置在“試驗(yàn)”位置，其余措施與電磁單元低壓端子絕緣測(cè)量相同。絕緣電阻表L端加在C11上端，此時(shí)測(cè)得值為C11絕緣；絕緣電阻表L端加在N端，測(cè)得C2絕緣電阻，測(cè)得試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 第三回出線CVT A、C相C11和C2的絕緣電阻測(cè)量值Table 2 Insulation resistance of C11 and C12 in A and C phase of Third Return Line CVT

可以得出，A、C相C11、C2絕緣電阻合格，并進(jìn)一步對(duì)C11、C2做介損試驗(yàn)，測(cè)得數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 第三回出線CVT A、C相C11和C2的介損和電容量測(cè)量值Table 3 Capacitance and dielectric loss of C11and C12 in A and C phase of Third Return Line CVT

可以判定A、C相的C11、C2絕緣正常，絕緣缺陷發(fā)生在中間變壓器一次繞組上。

1.2.2 判定中間變壓器一次繞組對(duì)二次繞組絕緣

將X端子接地，分別對(duì)二次繞組1a1n、2a2n、3a3n、dadn四組端子與其一次繞組、其余二次繞組及地測(cè)得絕緣電阻，絕緣電阻測(cè)量值如表4所示。

表4 第三回出線CVT中間變壓器二次繞組絕緣測(cè)量值Table 4 Insulation resistance of secondary winding of intermediate transformer of Third Return Line CVT

由此可得，CVT中間變壓器一次繞組與二次繞組之間絕緣合格。

1.2.3 判定中間變壓器一次繞組對(duì)箱體（地）、鐵芯絕緣

操作把手K置于“運(yùn)行”位置，C11上端、N端接地，二次端子懸空，絕緣電阻表L加在X端上，測(cè)得絕緣電阻如表5所示。

表5 第三回出線CVT A、C相X端絕緣電阻測(cè)量值Table 5 Insulation resistance of X terminal in A and C phase of Third Return Line CVT

可以判定，中間變壓器一次繞組對(duì)地絕緣不合格?？赡苡校阂淮卫@組首端對(duì)地絕緣不合格；一次繞組對(duì)鐵芯絕緣不合格；一次繞組末端對(duì)地絕緣不合格；或者是幾種情況的綜合。

1.2.4 判定中間變壓器一次繞組首端接地開(kāi)關(guān)絕緣

查看了葛雙II回CVT運(yùn)行數(shù)據(jù)，并未出現(xiàn)電壓明顯異常，因此，可以判定中間變壓器一次繞組首端接地開(kāi)關(guān)工作正常。

1.2.5 判定中間變壓器一次繞組對(duì)鐵芯絕緣

若一次繞組對(duì)鐵芯有不良接觸，會(huì)導(dǎo)致鐵芯兩點(diǎn)接地，鐵芯形成渦流回路，就會(huì)發(fā)熱，同時(shí)一次繞組也會(huì)對(duì)鐵芯放電，所以對(duì)CVT中間變壓器絕緣油進(jìn)行了油化試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)異常，說(shuō)明絕緣油并未受潮以及中間變壓器在運(yùn)行過(guò)程中并未出現(xiàn)過(guò)熱和放電現(xiàn)象?？梢耘卸ㄖ虚g變壓器一次繞組對(duì)鐵芯絕緣正常。

因此，通過(guò)以上判定，推出第三回出線CVT電磁單元低壓端子不合格原因?yàn)橹虚g變壓器一次繞組末端即X端子對(duì)地絕緣不合格。

2 缺陷處理

由于CVT二次出線盒正常，中間變壓器一次繞組末端X端子對(duì)地絕緣不合格，調(diào)節(jié)端子在投運(yùn)前做過(guò)精度試驗(yàn)，嚴(yán)禁打開(kāi)調(diào)節(jié)端子出線盒，為了解決問(wèn)題，必須要對(duì)CVT調(diào)節(jié)端子出線盒進(jìn)行開(kāi)蓋檢查。開(kāi)蓋發(fā)現(xiàn)，CVT電磁單元調(diào)節(jié)端子出線盒內(nèi)有不同程度積水。其中，A相出線盒積水和銹蝕最為嚴(yán)重，積水已淹沒(méi)至B、X端子處，如圖4（a）所示；B相出線盒打開(kāi)后沒(méi)有液體流出，情況較好；C相積水和銹蝕情況相對(duì)較輕，積水淹沒(méi)至接地螺栓處如圖4（b）所示。

表6 第三回出線CVT中間變壓器絕緣油樣檢驗(yàn)Table 6 Insulating oil test of intermediate transformer of Third Return Line CVT

圖4 CVT調(diào)節(jié)端子出線盒積水銹蝕情況（a）A相；（b）C相Figure 4 Seeper and corrosion condition of adjust terminal box of CVT

排干出線盒內(nèi)部積水并清理銹跡后，用熱風(fēng)機(jī)分別對(duì)A、C相調(diào)節(jié)端子進(jìn)行烘干除濕處理。用2500V絕緣電阻表測(cè)量，電磁單元X端對(duì)地絕緣電阻值明顯增大，進(jìn)一步驗(yàn)證CVT電磁單元中間變壓器絕緣不合格主要原是由一次繞組末端對(duì)地絕緣不合格造成。電磁單元處理前后X端子對(duì)地絕緣電阻值測(cè)量值如表7所示。

表7 處理前后絕緣電阻測(cè)量值Table 7 Insulation resistance before and after treatment

由于檢修工期短 ，現(xiàn)場(chǎng)只對(duì)電磁單元X端子進(jìn)行干燥處理，電磁單元X端對(duì)地絕緣電阻雖然增大，但是部分相沒(méi)有達(dá)到規(guī)程要求標(biāo)準(zhǔn)100ΜΩ以上。在對(duì)CVT中間變壓器絕緣油進(jìn)行油化試驗(yàn)時(shí)，未檢測(cè)出油中含有水分，說(shuō)明CVT調(diào)節(jié)端子出線板密封良好。CVT正常運(yùn)行時(shí)，一次繞組低壓端與接地網(wǎng)連通，其對(duì)地絕緣電阻為零，不影響設(shè)備安全運(yùn)行。對(duì)500kV CVT進(jìn)行投運(yùn)。在下一輪歲修時(shí)，加裝調(diào)節(jié)端子出線盒防雨罩，并對(duì)調(diào)節(jié)繞組出線盒內(nèi)部進(jìn)行除銹，并更換已銹蝕的螺釘及連接片，保證電氣可靠連接。但處理效果不明顯，仍然存在絕緣不合格現(xiàn)象，對(duì)CVT進(jìn)行返廠檢修處理。

3 結(jié)論與建議

通過(guò)試驗(yàn)方法對(duì)500kV開(kāi)關(guān)站CVT電磁單元低壓端子絕緣不合格原因查找分析，發(fā)現(xiàn)該型CVT絕緣電阻不合格的主要原因?yàn)殡姶艈卧{(diào)節(jié)端子絕緣低。出線盒密封不良造成內(nèi)部積水，使端子受潮或浸沒(méi)水中，從而導(dǎo)致絕緣不合格。這種絕緣缺陷查找方法無(wú)需對(duì)CVT電磁單元進(jìn)行解體檢查，不會(huì)影響到CVT計(jì)量繞組測(cè)量精度，現(xiàn)場(chǎng)操作方便、有效，為維護(hù)檢修人員提供一種快速、便捷的絕緣缺陷查找處理方法。