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500kV电容式电压互感器异常分析1

来源：九壹网

第23卷　第4期2008年8月　　

电力学报

　　JOURNALOFELECTRICPOWER

Vol.23No.4　Aug.2008

文章编号:　100526548(2008)0420336203

电容式电压互感器的故障原因分析及预防

杨天宇,王金根

(黄河万家寨水利枢纽有限公司,山西偏关036412)

摘　要:为了保障电容式电压互感器的平稳运行,杜绝安全隐患,根据多年在现场工作中遇到的实际案例,列举了电容式电压互感器的典型故障案例,在分析电容式电压互感器的结构及工作原理原理的基础上,分析产生故障的原因,结合现场系统运行情况提出相应的故障预防措施,对同类型设备养护具有参考价值。

关键词:电容式电压互感器;故障;原因;预防中图分类号:TM451+.2　　　文献标识码:B

1　电容电压互感器的接线

220kV电容式电压互感器的电气接线图如图1所示。其中C1为主电容,由C11、C12、C13组成,国产220kV的电容式电压互感器主电容由1节或2节

故障原因如下:

2.1　制造质量不佳致使铁芯气隙变化

某变电所1台110kV电容式电压互感器投入电网运行时,测量二次电压为3V、辅助二次电压力5V,电磁装置外壳无发热现象。由于二次电压值及

耦合电容器组成,C2为分压电容,其抽头由瓷套从

底座引至电磁装置的油箱内,电磁装置由中间变压器、补偿电抗器和阻尼器组成,作为分压器底座。电容分压器低压端子与地之间的保护间隙S装设在油箱前侧的出线盒内,当电容式电压互感器不兼作载波通讯时,保护间隙S需用导线牢固短接。

辅助二次电压值偏离正常值太多,只好临时停电,将该电容式电压互感器退出运行。吊芯检查发现,谐振阻尼器Z中的电感L0铁芯有松动现象。该阻尼器Z由电感L0与电容器C0并联,再与电阻串联组成,并接在辅助二次绕组内部端子上,L0电感量的大小通过调整铁芯气隙距离进行整定。气隙变化后,XL0≠XC0。阻尼器Z流过很大的电流,致使辅助二次端有了一个很大负荷,输出电压迅速下降,导致一、二次电压比相差很大。由于该台电容式电压互感器的投产试验是在单位车间内进行的,试验后经过长途运输到达变电所,途中受到多次强烈振动,导致电感身的铁芯松动,改变了原来的铁芯气隙距离,使电容式电压互感器阻尼器的调谐工作条件遭到破坏,因此产生了上述不正常情况。

类似上述电容式电压互感器引起的故障在其他用电部门也多次发生过。为此,应提高铁芯的抗振性。2.2　安装错误引起谐振

某电厂建成后将11台YDR2220型电容式电压互感器投入运行,但是在投入不到2个月的时间内,先后有10台次电容式电压互感器发生故障,分析其原因是安装错误造成的。例如:(1)某乙线电容式电压互感器的中间变压器响声异常,并伴有漏油现象。将其停运后进行试验、检查,直流电阻为14638;由

图1　220kV电容式互感器电气接线图

C1为主电容;C2为分压电容;Z为阻尼器;S为

载波装置保护间隙;a1x1为主二次1号绕组。

a2x2为主二次2号绕组;afxf辅助二次绕组;AL为电抗器。电容式电压互感器的工作原理可概括为:耦合电容器分压;中间变压器降压;电抗器补偿;阻尼器保护。

2　故障原因分析

根据现场现有的运行经验,电容式电压互感器

收稿日期:2008207205

作者简介:杨天宇(1974-),男,陕西渭南人,工程师,主要从事电站检修管理工作,(E2mail)wangjingen2004@163.com

　第4期　　　　　　　　　　　杨天宇等:电容式电压互感器的故障原因分析及预防733

于电流很大,所以空载电压加不上;发现电压比紊乱,怀疑中间变压器内部故障。为了不影响供电,将其拆下用原来备用的旁路母线电容式电压互感器代替后,一切恢复正常。(2)某220kV󰂫母线B相电容式电压互感器发生故障,距离保护装置闭锁。为了确保220kV母线不停电,将󰂫母线的电容式电压互感器的所有二次负荷倒至󰂪母线的电容式电压互感器,将其退出运行。随后进行试验、检查;直流电阻为16628,电流很大,空载电压加不上,发现电压比很大,怀疑中间变压器内部有故障,交厂家处理后,投入运行。3天后,再次发生故障:C相响声异常,B相严重漏油。停运后检查发现,B相阻尼电阻接线烧坏,C相阻尼电阻接线柱烧坏。对其直流电阻、电压、空载损耗、介质损耗因数tg∆、绝缘电阻等进行测试,其结果均属正常。B相解体检查正常。2.3　匝间短路及外部短路测量结果均正常。后来又做空载伏安特性试验,主二次绕组加压至85V、持续6min也未发现异常。于是将该台互感器全部换下来准备解体。解体前,对故障录波图进行分析,系统三相电压正常,且该线路对侧在同一时间内一直运行正常,故可肯定线路无故障。B、C两相电压波形也正常;A相电压间歇性为零,A相电压为零时、零序电压力100V,A相电压恢复后,零序电压仍有12V左右。因该互感器的分压电容曾在1个多月前进行带电测量,其电容电流在合格范围内,故初步判定分压电容正常,而怀疑中间变压器内部可能有故障,于是进行吊芯检查。吊芯后首先发现中间变压器分接头P5(见图2-70)有放电痕迹,油箱壁对应处也有放电痕迹。对电抗器解体检查时,先发现最外层绝缘纸和白布带有击穿痕迹,但铁芯对应处无放电的迹象。拆开绕组至14000匝(5、6分接头)处,发现匝间、层门均已烧穿,相邻几匝铜线已熔化在一起。

故障原因简要分析如下:

图2和图3分别是YDR2220型电容式电压互感器和中间变压器和电抗器的接线图。

现场运行中曾发生过中间变压器和补偿电抗器匝、层间短路以及外部二次接线短路的故障。故障的原因一是绝缘不良;二是过电压。例如:

(1)某变电所一台TYD󰃗10󰃗320.01型电容

式电压互感器投入电网运行,工作人员在投运4h后测量其二次绕组电压及辅助二次绕组电压分别为10V和17V,用手触及油箱外壳,外壳发烫,将其

退出运行并运回局车间进行复试,结果是:二节电容器数据与出厂报告相符;对电容式电压互感器施加110󰃗3kV电压,测得二次绕组电压力10V、辅

助二次绕组电压力17V;测量中间变压器抽头引出端子A‘对地电压只有1400V,分压比完全不对。将电容式电压互感器电磁装置进行吊芯检查,发现中间变压器高压侧内部存在匝间短路现象。投产前由于试验设备限制,所加试验电压低,没有能把绝缘缺陷暴露出来。因此,在投产前没有条件加高压进行试验时,要在投运后立即测量电容式电压互感器的二次统组电压与辅助二次绕组电压,以便及时发现存在的缺陷或故障。

(2)某变电所一台YDR2220型电容式电压互感器,在运行中发现:“220kV电压断线”光字牌亮。检查母线电压。为130kV,UAC为130kV,UBC为2203。运行人员巡视kV,功率表也比正常值降低的1󰃗

2　YDR2220型电容式电压互感器电气接线图

C1为主电容,串联值为0.005ΛF;C2为分压电

容,0.0438

为阻尼电阻,208,400W。ΛF;R0

由图3可见,中间变压器分接头P5对地发生火花放电,即将一次主绕组短路,故二次上绕组和零序绕组均无电压输出,这与故障录波图及母线电压表和功率表的异常是一致的。

室外220kV电容式电压互感器外,在距离约8m处听到有吧哒吧哒声。当天就对该互感器A相进行测试,分别测量了分压电容的绝缘电阻、介质损耗因数电容量和中间变压器的直流电阻、绝缘电阻,tg∆、

图3　中间变压器与电抗器接线图

由于中间变压器初级绕组被短接,C2上电压全

部加于电抗器,又由于间歇性的弧光短路引起L中

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电流突变,在L中感应出高压,这就造成电抗器的5、6段分接头匝间和层间短路并熔化。

2　预防措施

(1)对220kV及以上的电容式电压互感器,必

要时进行局部放电测量,同时还应进行二次绕组绝缘电阻、直流电阻测量,并将测量结果与出厂值和标准值进行比较,差别较大时应分析原因,必要时还应增加试验项目,以查明原因,不合格的互感器不得投入运行。

(2)对电容式电压互感器,如发现渗漏油,或压力指标下降时,应停止使用。

(3)当电容式电压互感器tg∆增长时,应尽快予以处理或更换,避免事故。

(4)应注意对电磁单元部分进行认真检查,当阻尼器未接入时不得投入运行,当发现有异常响声时,

参考文献:

应将互感器退出运行,进行详细试验、检查,并应立即处理。

(5)运行期间应经常注意阻尼装置的工作状况,发现损坏或阻值变化并超过制造厂所允许的范围时,应停止使用,立即更换。

(6)不要使二次侧短路,以免因短路造成保护间隙连续火花放电,并造成过电压而损坏设备。

(7)电容式电压互感器能在1.2倍额定电压下长期连续运行,1.3倍额定电压下运行8h,1.5倍额定电压下运行30s。

(8)运行期间应经常检查电容式电压互感器的电气连接及机械连接是否可靠与正常。

(9)积极开展CVT设备的在线监测工作。不仅开展电容分压器参数在线监测,还应开展电磁单元部分的在线监测。

[1]　雷富国,陈占梅.高压电气设备绝缘诊断技术[M].北京:水利电力出版社,1994.[2]　陈化钢,张开贤.电力设备异常运行及事故处理[M].北京:中国水利水电出版社,2005.

AnalysisabouttheCausesofCVTBreakdownandIts

PrecautionCountermeasures

YANGTian-yu,WANGJin-gen

(YellowRiverWanjiazhaiWaterContolCo.Ltd,Pianguan036412,China)

Abstract:ToensureCapacitorVoltageTransformerworksproperlyandputanendtohiddendamager

isveryimportant.According

tothepracticalcasesduringtheseyears’work,some

areproposedby

referential

typicalcasesofCVTbreakdownarelaidout,thecausesareanalyzedbasedontheanalysisofCVTstructuresandworkingtheories,andrelevantprecautioncountermeasuresobserving

systems

operating

conditions

onthespot,which

importanceformaintainingandservicingsametypesofapparatus.

Keywords:capacitorvoltagetransformer;breakdown;cause;precaution

[责任编辑:张勇强]

isofconsiderable

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