CVT二次電壓異常分析與處理

吳祖現(xiàn)

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局,廣東 江門 529000）

CVT二次電壓異常分析與處理

吳祖現(xiàn)

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局,廣東 江門 529000）

對變電站運行中的110kV CVT（電容式電壓互感器）頻繁發(fā)送電壓越限告警，常規(guī)電氣試驗及二次回路檢查均無發(fā)現(xiàn)異常。利用高電壓法測量CVT電容量，發(fā)現(xiàn)隨著施加電壓的升高，三相CVT均有電容量增大的現(xiàn)象，判斷該CVT存在電容量擊穿的缺陷,總結(jié)出運行設(shè)備有異?，F(xiàn)象,在常規(guī)方法不能檢測出來的時候，要認(rèn)真細(xì)致思考，敢于大膽采用非常規(guī)手段找出異常設(shè)備的真正故障原因所在。

越限告警；高電壓法；電容量；擊穿

0 前言

電容式電壓互感器二次交流電壓回路的正常運行，是保證距離保護正確工作的主要因素之一。但是在運行實踐中，由于種種原因可能造成保護失壓和不正常測量而導(dǎo)致繼電保護的不正確動作，從而影響電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行，故障所產(chǎn)生的后果是使繼電保護裝置的電壓降低或消失，對于反映電壓降低的保護繼電器和反映電壓、電流相位關(guān)系的保護裝置，譬如方向保護、阻抗繼電器等可能會造成誤動和拒動。

本文對一臺運行在110kV母線上的CVT二次電壓，在日常運行中頻繁發(fā)送電壓越限告警，經(jīng)電氣試驗分析結(jié)果為部分電容擊穿，為此提出試驗人員如何盡早發(fā)現(xiàn)CVT類似故障現(xiàn)象，確保設(shè)備安全運行進行探討。

1 故障情況及現(xiàn)象分析

從2016年03月17日以來，110kV沙岡站1M CVT頻繁發(fā)送電壓越限告警（A相：61.1 V、B相：63.5 V、C相：63.3V，設(shè)置值61.4V）。該CVT廠家為西安電力電容器廠，型號：TYD110/-0.02H，出廠日期：2001年11月。

在2016年03月22日申請1M CVT停電進行電氣試驗檢查，對該CVT進行了一系列常規(guī)試驗：絕緣電阻、電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)試驗，試驗結(jié)果顯示為合格。出現(xiàn)此原因可能在一次設(shè)備也可能在二次設(shè)備，后經(jīng)繼保班相關(guān)專業(yè)人員多次仔細(xì)檢查二次回路確無發(fā)現(xiàn)異常后申請復(fù)電，但CVT復(fù)電后仍頻繁發(fā)送電壓越限告警信號。

由CVT結(jié)構(gòu)原理圖可知，正常運行時， CVT整臺承受系統(tǒng)電壓，經(jīng)C1、C2分壓后，由T變壓輸出相應(yīng)的電壓供保護、測量裝置。一般情況下，分壓電容器C2和油箱電磁單元承受的額定電壓為10～20 kV。初略分析可知，如C2內(nèi)部部分電容被擊穿短路，會造成C2的電容量增大，若C1電容基本不變，則運行中C2分壓的電壓(T的一次側(cè)電壓)將減少，從而造成T的二次側(cè)輸出電壓降低；反之，若C1內(nèi)部部分電容被擊穿短路，會造成C1的電容量增大，若C2電容基本不變，同理運行中C1分壓的電壓將減少，在母線實際電壓基本穩(wěn)定不變的情況下，C2上將分得更大的電壓(T的一次側(cè)電壓)從而造成T的二次側(cè)輸出電壓升高。

當(dāng)然，也有其他原因可能會引起CVT二次電壓的異常出現(xiàn)，例如：

（1）二次電壓波動：引起的主要原因可能為，二次連接松動；分壓器低壓端子未接地或未接載波線圈；電容單元可能被間斷擊穿的;鐵磁諧振引起。

（2）二次電壓低：引起的主要原因可能為，二次連接不良；電磁單元故障或電容單元C2損壞。

（3）二次電壓高：引起的主要原因可能為，電容單元C1損壞;分壓電容接地端未接地。

（4）開口三角形電壓異常升高：引起的主要原因可能為，某相互感器的電容單元故障。

針對有可能是諧波對系統(tǒng)電壓的形成影響，在2016年03月23-24日，對110kV沙岡站#1主變的變高側(cè)和變低側(cè)、#2主變的變高和變低側(cè)共4個點進行為期2天的諧波監(jiān)測，諧波電流、電壓均低于國標(biāo)限值。通過諧波監(jiān)測，這也可以排除主網(wǎng)設(shè)備或用戶產(chǎn)生的諧波對系統(tǒng)電壓的影響。

根據(jù)以上情況分析，常規(guī)電氣試驗及二次回路檢查均無發(fā)現(xiàn)異常，但重新將CVT投入又?jǐn)嗬m(xù)出現(xiàn)頻繁發(fā)送電壓越限告警，我認(rèn)為，出現(xiàn)此故障一定是CVT的本體出現(xiàn)問題。但是試驗結(jié)果卻偏偏告訴我們，各項數(shù)據(jù)符合規(guī)程的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，換言之，這CVT是一個合格產(chǎn)品。必須對CVT本體各個環(huán)節(jié)重新試驗，務(wù)必找出其中原因，于是我提出對CVT增加電壓變比、二次繞組直流電阻測量。在2016年04月14日，經(jīng)申請停電后，我們對CVT的二次側(cè)再次進行檢查,并測量絕緣電阻、電容量和介損、電壓變比、二次繞組直流電阻。試驗結(jié)果卻再次打擊我們的士氣，各項數(shù)據(jù)仍然在合格范圍。

電容量及介損測試：

表1

通過認(rèn)真仔細(xì)思考，運行中CVT的電壓是63.5kV,而我們試驗過程中所加的電壓最高為10kV，是否試驗電壓不夠高，故障現(xiàn)象沒有顯現(xiàn)出來呢?根據(jù)運行情況及試驗情況，初步分析懷疑CVT的電容器元件在高電壓下有擊穿現(xiàn)象，在常規(guī)低電壓下絕緣又恢復(fù)。為進一步確認(rèn)CVT狀況，我們決定對CVT進行高電壓下的介損、電容量及變比等診斷性試驗。從理論上知道高電壓法是可行的，但是我們以前還沒有真正的試驗過。為此，我們馬上向部門申請，要求拿一臺110kV串聯(lián)諧振裝置來模擬運行電壓，對CVT進行高電壓試驗。

為了方便觀察，隨著電壓的升高，CVT本體電容量的變化，我將試驗電壓平均分成了十個升壓點，在每一個升壓點都做了一個電容量及介損的測量，以便觀察在不同的電壓下， CVT的電容量變化情況。在高電壓試驗過程中，伴隨電壓的逐步升高, 在CVT本體內(nèi)，有時會出現(xiàn)電容擊穿的放電響聲，與此同時，通過介損儀測試中也體現(xiàn)了電容值的變化。

本次我們對CVT進行了絕緣電阻、高電壓介損和電容量、變比等項目試驗，隨著施加電壓（0～63.5kV）的升高，三相CVT均有電容量的增大，而且B、C兩相的介損都超出了規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。在高電壓介損試驗后，其電壓變比也變小。

2 試驗結(jié)果分析

根據(jù)試驗結(jié)果，CVT三相電容量變化雖然沒有超出規(guī)程規(guī)定的額定值-5～+10%范圍，但隨著施加電壓的升高，三相CVT均有電容量增大的現(xiàn)象，這說明在高電壓下有電容元件的擊穿。三相電容量變化引起的電壓變化與運行中的情況相符：14日停電前測量的CVT三相二次電壓分別為59.7V、62.1V、61.8V，與試驗變比計算值59.5V、61.8V、 61.6V相符。同時B、C相的介損值超出規(guī)程0.4%標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)電容量變化情況和介損值超標(biāo)，初步判斷三相CVT均有電容元件被擊穿，建議更換三相CVT。

3 總結(jié)與建議

（1）對CVT電壓異常，首先我們要對其二次進行詳細(xì)檢查，確定異常電壓是一次設(shè)備還是二次設(shè)備引起。通過常規(guī)方法找出原因所在，也要分析其它原因，如諧波對系統(tǒng)電壓的形成影響。

（2）構(gòu)成CVT分壓器的電容器是由不同數(shù)量的電容元件串聯(lián)構(gòu)成的，在運行過程中，當(dāng)發(fā)生電容元件損壞時，剩余的電容元件所承受的電壓會升高；損壞的元件越多，其它元件所承受的電壓越高，更容易引起絕緣擊穿，并形成一種惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致燒毀甚至爆炸。故當(dāng)懷疑CVT有可能異常時，處理過程必須慎重、妥善。

（3）在懷疑CVT的一次設(shè)備有問題時，在常規(guī)方法不能有效檢查出，我們要敢于采用非常規(guī)的方法，如高電壓法。在試驗前仔細(xì)確認(rèn)每個試驗步驟的實施細(xì)則，做好各方面的風(fēng)險預(yù)想，做到胸有成竹，確保試驗的準(zhǔn)確與安全。

（4）判斷設(shè)備是否合格，不能單單從它的判斷標(biāo)準(zhǔn)來定，更要視其變化過程來定。

[1]陳化鋼編著.電氣設(shè)備預(yù)防性試驗方法[J].水利電力出版社,1994(09).

[2]李建明,朱康主編.高壓電氣設(shè)備試驗方法[J].中國電力出版社，2001(08).

[3]中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司.電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程[J]. CSG114002-2011.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.155