一起110kV 電壓互感器電磁單元局部發(fā)熱異常分析與處理

謝斯晗，劉昌標(biāo)，吳承福，李文燕，張翾喆

（國網(wǎng)浙江省電力有限公司超高壓分公司，浙江 杭州 311232）

電容式電壓互感器（TYD）是通過串聯(lián)電容器分壓將一次高電壓變?yōu)楣┯嬃?、測量及保護用的二次低電壓，電容式電壓互感器還可以將載波頻率耦合到輸電線，作為遠方測量、長途通信、遙控、電傳打字、選擇性的高頻保護等。與電磁式電壓互感器相比，電容式電壓互感器可以有效防止鐵心飽和引起的鐵磁諧振。

部分電壓互感器電磁單元第三繞組上裝有速飽和電抗器型阻尼器，其作用是抑制CVT 可能產(chǎn)生鐵磁諧振，其工作原理是在電壓小于臨界值時阻抗極大，使得回路相當(dāng)于斷路，而在電壓略高于臨界值時阻尼電阻導(dǎo)通，從而能有效抑制諧振。

本文針對巡視過程中發(fā)現(xiàn)的電壓互感器電磁單元溫度異?，F(xiàn)象，通過外觀檢查，后臺電壓數(shù)據(jù)核對，紅外精確測溫，實驗室解體，最終確定發(fā)熱原因為阻尼器金屬罩殼與油箱內(nèi)壁之間存在搭接形成了金屬閉合回路導(dǎo)致發(fā)熱，并對此類發(fā)熱可能導(dǎo)致的后果，后續(xù)處理措施進行了總結(jié)，對今后同型號設(shè)備、相似結(jié)構(gòu)設(shè)備的日常巡視及檢修具有指導(dǎo)意義。

1 異常情況

1.1 設(shè)備基本情況

檢測對象為某變電站1 號主變110kV 側(cè)壓變、2 號主變110kV 側(cè)壓變，生產(chǎn)廠家江蘇XX 互感器有限公司，TYD110/√3-0.01W3?，F(xiàn)場所用紅外熱像儀生產(chǎn)廠家FLIR，型號T630sc。

1.2 現(xiàn)場檢查情況

某日，巡視發(fā)現(xiàn)2 號主變110kV 側(cè)壓變C 相電磁單元比A、B 相高2℃左右，1 號主變110kV 側(cè)壓變B 相電磁單元比A、C 相高2.4℃左右。查詢前次檢修試驗記錄，包括檢修作業(yè)執(zhí)行卡，驗收記錄，檢修電容分壓器的主絕緣、介損及電容量，中間變壓器的二次繞組絕緣電阻、N 點絕緣電阻，均未見異常。采用T630C 紅外測溫儀對1 號主變110kV 側(cè)壓變、2 號主變110kV 側(cè)壓變電磁單元進行精確測溫，數(shù)據(jù)如表1 所示。

表1 紅外檢測數(shù)據(jù)

從圖1 ～4 中可以看到，1 號主變110kV 側(cè)壓變?nèi)唷? 號主變110kV 側(cè)壓變?nèi)嚯娙萜鞅倔w、電磁單元無大面積或整體發(fā)熱現(xiàn)象，但1 號主變110kV 側(cè)壓變B 相、2 號主變110kV 側(cè)壓變C 相電磁單元均存在局部熱點，且局部熱點均位于電磁單元油位觀察窗與二次接線盒之間的圓角棱邊上，其中1 號主變110kV 側(cè)壓變B 相電磁單元熱點與A、C 兩相相同部位溫差約2.1℃，2 號主變110kV 側(cè)壓變C 相電磁單元熱點與A、B 兩相相同部位溫差約2.1℃。

圖1 1 號主變110kV 側(cè)壓變紅外檢測圖譜

圖2 2 號主變110kV 側(cè)壓變紅外檢測圖譜

圖3 1 號主變110kV 側(cè)壓變B 相

圖4 2 號主變110kV 側(cè)壓變C 相

根據(jù)廠家提供的該型號壓變電磁單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖5 可看到，電磁單元局部熱點位置對應(yīng)的油箱內(nèi)部元件正是并接在第三繞組上的速飽和電抗器型阻尼器，其作用是用于抑制CVT 可能產(chǎn)生鐵磁諧振，其工作原理是在電壓小于臨界值時阻抗極大使得相當(dāng)于斷路，而在電壓略高于臨界值時，阻尼電阻導(dǎo)通從而能有效抑制諧振。

圖5 壓變電氣原理及電磁單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

圖6 油位計內(nèi)部結(jié)構(gòu)

另外，現(xiàn)場檢查設(shè)備外觀無滲漏油、異響等明顯異?，F(xiàn)象，查看后臺保護裝置上二次電壓采集正常。

1.3 設(shè)備解體情況

對壓變電磁單元進行解體，該型號壓變電磁單元內(nèi)所使用的阻尼器外部有一個金屬罩殼（與電磁單元油箱外殼同為碳鋼材料），金屬罩殼表面以及油箱內(nèi)壁均噴有絕緣漆，如圖5 所示。在正常情況下，阻尼器的金屬罩殼與油箱之間通過阻尼器中間的支柱及固定螺栓進行連通，但是阻尼器金屬罩殼邊緣與油箱之間距離僅有幾毫米空隙，當(dāng)人工裝配阻尼器金屬罩殼時有所偏差，金屬罩殼極易與油箱內(nèi)壁發(fā)生接觸，在設(shè)備長期運行過程中，由于振動導(dǎo)致阻尼器金屬罩殼與油箱之間的絕緣漆脫落，形成了“金屬罩殼-油箱壁-支柱及固定螺栓-金屬罩殼”閉合回路，當(dāng)阻尼器通有交流電壓時，上述閉合回路內(nèi)將會產(chǎn)生一個感應(yīng)電流，而金屬罩殼與油箱壁接觸處為點狀接觸，接觸電阻大，因此該處將會呈現(xiàn)明顯的局部熱點。

因此，綜合以上現(xiàn)場檢測以及檢查結(jié)果，判斷1 號主變110kV 側(cè)壓變B 相、2 號主變110kV 側(cè)C 相電磁單元存在局部熱點原因為阻尼器金屬罩殼與油箱內(nèi)壁之間存在搭接形成了金屬閉合回路。阻尼器金屬罩殼并不串接在阻尼回路中，基本不影響壓變一、二次回路的正常運行，但“金屬罩殼-油箱壁-支柱及固定螺栓-金屬罩殼”閉合回路與阻尼線圈之間電場相互作用，可能會對阻尼器的伏安特性存在影響。

2 結(jié)語

1 號主變110kV 側(cè)壓變B 相、2 號主變110kV 側(cè)壓變C 相電磁單元存在溫差約2.1K 的局部熱點，熱點均位于電磁單元油位觀察窗與二次接線盒之間的圓角棱邊上，對應(yīng)油箱內(nèi)部阻尼器安裝部位，根據(jù)現(xiàn)場檢測、檢查結(jié)果以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，初步判斷電磁單元存在局部熱點原因為阻尼器金屬罩殼與油箱內(nèi)壁之間存在搭接形成了金屬閉合回路。

由于阻尼器金屬罩殼并不串接在阻尼回路中，不影響壓變一、二次回路的正常運行，但“金屬罩殼-油箱壁-支柱及固定螺栓-金屬罩殼”閉合回路與阻尼線圈之間電場相互作用，可能會對阻尼器的伏安特性存在影響。

3 后續(xù)運維檢修建議

（1）加強駐廠監(jiān)造對設(shè)備制造工藝流程的管控，提高損傷或潛在損傷元件的出廠檢測率，確保產(chǎn)品出廠質(zhì)量合格。（2）加強對同型號設(shè)備、相似結(jié)構(gòu)電容式電壓互感器的紅外跟蹤檢測，積極開展電容式電壓互感器及其電磁單元的在線監(jiān)測工作,及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，排除事故隱患。（3）加強巡視力度，發(fā)現(xiàn)電容式電壓互感器存在油位異常、二次電壓異常、異響等情況時，結(jié)合帶電檢測、停電試驗等方式進行檢查處理，防止事故擴大。