一起電壓互感器燒損原因的查找分析

劉智成

(酒鋼集團(tuán)宏晟電熱公司，甘肅嘉峪關(guān) 735100)

引言

電壓互感器是發(fā)電廠、變電所等輸電和供電系統(tǒng)不可缺少的一種電氣設(shè)備，是把高電壓按比例關(guān)系變換成100 V 標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供計(jì)量、儀表裝置和繼電保護(hù)使用。電壓互感器燒損會(huì)對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重危害，必須認(rèn)真分析查找其原因避免此類事故發(fā)生。

1 事件經(jīng)過(guò)

某一35 kV 變電所使用JDXN6-35W 戶外單相油浸式電壓互感器，因互感器油標(biāo)處長(zhǎng)期滲油無(wú)法處理，造成互感器瓷瓶大面積污穢，雨天伴隨有閃絡(luò)現(xiàn)象。采購(gòu)?fù)灰?guī)格型號(hào)互感器一組，決定對(duì)滲油的互感器進(jìn)行更換。在計(jì)劃執(zhí)行前一天按照相關(guān)交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)完成試驗(yàn)工作，試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格。計(jì)劃執(zhí)行當(dāng)天由工程車將3臺(tái)電壓互感器由試驗(yàn)區(qū)域運(yùn)至變電所，總行程5 km 路況良好。檢修人員按照施工方案要求，順利完成互感器更換及二次接線工作，因在試驗(yàn)場(chǎng)地已做過(guò)試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)只對(duì)試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行了驗(yàn)收確認(rèn)便申請(qǐng)送電。送電后發(fā)現(xiàn)電壓互感器二次開口電壓顯示33 V（正常為零），立即對(duì)電壓互感器進(jìn)行停電檢查，但因整個(gè)操作過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，待隔離開關(guān)斷開后C相電壓互感器已鼓包燒損。

2 原因分析

2.1 本體二次接線

首先，對(duì)電壓互感器本體二次接線進(jìn)行確認(rèn)，二次回路接線如圖1 所示，繞組接地符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，使用1 000 V 絕緣搖表測(cè)量二次線絕緣電阻，二次接線無(wú)混線、絕緣不良現(xiàn)象。

圖1 電壓互感器本體二次接線圖

2.2 本體與微機(jī)保護(hù)裝置之間二次接線

確認(rèn)電壓互感器本體二次接線正確后，利用萬(wàn)用表電阻檔按照?qǐng)D2電壓互感器二次回路聯(lián)系圖測(cè)量電壓互感器本體與微機(jī)保護(hù)裝置之間二次接線正確性。

圖2 電壓互感器二次回路聯(lián)系圖

測(cè)量電壓互感器A601 與室內(nèi)A630 校對(duì)一致，絕緣合格，與其他線不通；

測(cè)量電壓互感器B601 與室內(nèi)B630 校對(duì)一致，絕緣合格，與其他線不通；

測(cè)量電壓互感器C601 與室內(nèi)C630 校對(duì)一致，絕緣合格，與其他線不通；

測(cè)量電壓互感器L601 與室內(nèi)L630 校對(duì)一致，絕緣合格，與其他線不通；

測(cè)量電壓互感器N600 與室內(nèi)N600 校對(duì)一致，絕緣合格，與其他線不通，在開關(guān)場(chǎng)一點(diǎn)接地。

2.3 查找本體故障原因

確認(rèn)互感器接線無(wú)誤后，因?qū)ジ衅鲀?nèi)部結(jié)構(gòu)并不了解，雖然知道是互感器本體故障造成，但憑已知的故障現(xiàn)象和資料是無(wú)法推斷出故障原因，所以只能考慮從試驗(yàn)方法上入手。

對(duì)燒損的電壓互感器進(jìn)行了測(cè)試，一次、二次繞組對(duì)地絕緣電阻都為零，確認(rèn)互感器不能再繼續(xù)使用。因現(xiàn)場(chǎng)再無(wú)其他備件，只能從換下的電壓互感器中挑選一支特性與現(xiàn)有的最接近的進(jìn)行匹配?；ジ衅鞲鼡Q完對(duì)二次線進(jìn)行恢復(fù)確認(rèn)后開展試驗(yàn)工作。

2.3.1 模擬電壓互感器的正常工作

故障電壓互感器現(xiàn)已燒損，普通的互感器交接預(yù)防試驗(yàn)已經(jīng)失去意義，要還原故障現(xiàn)象，決定先模擬電壓互感器的正常工作。

變電站內(nèi)運(yùn)行有一臺(tái)容量50 MVA變壓比10 kV/380 V 的所用變壓器，斷開所用變二次配出空開，按照正相序分別將所用變的A、B、C 相接入電壓互感器高壓側(cè)，通過(guò)空開控制互感器的啟停，互感器二次側(cè)仍按照原接線接入微機(jī)保護(hù)裝置，保護(hù)裝置具備手動(dòng)錄波功能，再準(zhǔn)備一臺(tái)筆記本電腦和網(wǎng)線，用于查看錄波文件。閉合電壓空開，查看正常情況下電壓互感器交流采樣信息如表1所列。

表1 電壓互感器正常交流采樣信息

2.3.2 模擬高壓繞組斷線

斷開所用變C 相接線，A、B 兩相正常接入，互感器二次接線按照原接線接入，閉合電壓空開，查看電壓交流采樣信息如表2所列。

表2 高壓C相斷線交流采樣信息

因電壓互感器送電時(shí)，二次開口電壓顯示33 V，按照電壓的變比關(guān)系計(jì)算得出所用變作為互感器電源時(shí)二次開口電壓應(yīng)該為0.37 V，數(shù)據(jù)明顯與表2信息不符，排除高壓引線斷線的可能。

2.3.3 模擬C相開口繞組da、dx斷線故障

因?yàn)椴皇且淮喂收?，我們就從二次繞組排查，按照送電時(shí)故障特征，基本可以排除2a、2x 繞組存在問(wèn)題的可能。因?yàn)殚_口繞組是獨(dú)立的繞組，如果2a、2x 繞組出現(xiàn)問(wèn)題，二次開口繞組不會(huì)出現(xiàn)33 V零序電壓。所以我們對(duì)da、dx 展開斷路測(cè)試，高壓側(cè)繞組正常接線，二次繞組C 相da、dx 接線柱二次線懸空，其他接線按照原接線執(zhí)行，測(cè)試結(jié)果如表3所列，與故障特征不符。

表3 C相開口繞組斷線交流采樣信息

2.3.4 模擬C相開口繞組da、dx短路故障

將電壓互感器C 相da、dx 接線柱懸空，將da、dx原二次接線進(jìn)行短接，并與三相電壓N600并接在一起，高壓繞組正常接線，其他繞組正常接線，查看故障現(xiàn)象，如表4所列。

表4 C相開口繞組短路交流采樣信息

通過(guò)現(xiàn)象還原C 相開口繞組da、dx 短路故障符合互感器燒損時(shí)故障特征，電壓互感器開口繞組短接致使二次電流增大，該電流產(chǎn)生與一次電流相反的磁通，一次磁通減小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變小，一次繞組電流增大。當(dāng)二次短路電流越大，一次電流就越大，直到互感器燒壞。見(jiàn)圖3。

圖3 C相開口繞組短路故障錄波圖

在確定電壓互感器故障原因后，聯(lián)系供貨商共同對(duì)該電壓互感器進(jìn)行了解體，也發(fā)現(xiàn)了互感器開口繞組da、dx 存在短路放電特征，從實(shí)際驗(yàn)證了分析結(jié)論。結(jié)合當(dāng)時(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及最終的結(jié)果基本可以定性為：由于C 相電壓互感器生產(chǎn)工藝存在缺陷，導(dǎo)致該電壓互感器在運(yùn)輸過(guò)程中由于裝卸或途中顛簸致使其損壞。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此次電壓互感器故障原因的查找，對(duì)互感器故障特征有了更加深入的了解，從整個(gè)事件中意識(shí)到，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)執(zhí)行不規(guī)范，錯(cuò)誤的認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的試驗(yàn)就可以取代現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并沒(méi)有考慮到運(yùn)輸途中存在的風(fēng)險(xiǎn)可能，一味地圖省事，才釀下此禍根。