一起220kV線路CVT二次接地缺陷的發(fā)現(xiàn)及原理分析

麻震爍 張金祥 駱立實(shí) 夏巖松 陳習(xí)文

（國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司，北京 102488）

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一起220kV線路CVT二次接地缺陷的發(fā)現(xiàn)及原理分析

麻震爍 張金祥 駱立實(shí) 夏巖松 陳習(xí)文

（國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司，北京 102488）

結(jié)合一起220kV線路CVT停電檢修試驗(yàn)實(shí)例，通過原理分析，發(fā)現(xiàn)并解決了其存在二次刀閘拉開之后二次側(cè)無接地點(diǎn)的缺陷?？偨Y(jié)出應(yīng)在設(shè)備投運(yùn)前的驗(yàn)收階段及現(xiàn)場(chǎng)例行停電檢修階段，加強(qiáng)對(duì)CVT二次接地狀況檢查的重要性及措施。

變電站；電容式電壓互感器；介損試驗(yàn)；二次接地

電容式電壓互感器（CVT）由電容分壓器（包括主電容C1，分壓電容C2）、中間變壓器（T）、補(bǔ)償電抗器（L）、保護(hù)裝置F及阻尼器R0等元件組成。它利用電容分壓器將輸電電壓降到中壓（10～20kV），再經(jīng)過中間變壓器降壓到100V或供給計(jì)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置使用［2］。相對(duì)于傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器而言，其兼有電壓互感器和電力線路載波耦合裝置中的耦合電容器兩種設(shè)備的功能，在實(shí)際應(yīng)用中能可靠阻尼鐵磁諧振，因而在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛。

在對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備停電開展例行檢修試驗(yàn)時(shí)，對(duì)電容式電壓互感器，需要開展電容分壓器絕緣電阻、電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)等試驗(yàn)項(xiàng)目［1-4］。對(duì)電容分壓器進(jìn)行電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試時(shí)，由于中間變壓器一次側(cè)一般在瓷套上無開孔引出，對(duì)于下節(jié)電容的測(cè)量，需要采用自激法進(jìn)行。本文結(jié)合一起220kV線路CVT自激法電容量試驗(yàn)實(shí)例，發(fā)現(xiàn)該 CVT存在二次刀閘拉開之后二次側(cè)無接地點(diǎn)的缺陷，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題通過原理分析及實(shí)際檢驗(yàn)得到了證實(shí)。經(jīng)過處理后，接地恢復(fù)，避免了在停電檢修過程中，CVT二次可能感應(yīng)過高電壓而給設(shè)備及檢修人員安全帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

1 現(xiàn)場(chǎng)情況

某日，我公司220kV線路停電檢修試驗(yàn)，該線路A相CVT為新東北電氣電力電容器有限公司產(chǎn)，設(shè)備型號(hào)為：TYD220/3-0.005H，2010年4月出廠，額定電壓為220/3kV，額定變比為220/3/0.1/3/0.1kV，二次側(cè)包含主二次繞組1a1n和剩余電壓繞組dadn，2010年12月10日投產(chǎn)運(yùn)行。該CVT屬一體式結(jié)構(gòu)，由兩節(jié)瓷套外殼的電容分壓器和安裝在下部油箱的電磁單元兩部分構(gòu)成，其中，高壓電容 C11安裝在第一節(jié)瓷套內(nèi)，高壓電容 C12和中壓電容C2共裝在第二節(jié)瓷套內(nèi)。其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

圖1　電容式電壓互感器結(jié)構(gòu)原理圖

對(duì)該CVT開展例行試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目包括電容分壓器及中間變壓器的絕緣電阻試驗(yàn)，及電容分壓器的電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試。對(duì)電容分壓器及中間變壓器進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)，所得到的絕緣電阻數(shù)據(jù)見表1，均符合試驗(yàn)規(guī)程要求。

表1　電容分壓器及中間變壓器絕緣電阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)

在對(duì)高壓電容及中壓電容進(jìn)行電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試時(shí)，所采用的儀器為上海思創(chuàng)電器產(chǎn)HV9003B型介質(zhì)損耗測(cè)試儀，對(duì)位于第一節(jié)瓷套內(nèi)的高壓電容C11進(jìn)行測(cè)量時(shí)，C11頂端經(jīng)一次引線接地，儀器采用低壓屏蔽反接線法，測(cè)量電壓10kV，屏蔽掉測(cè)量過程中流經(jīng) C12的電流，測(cè)得高壓電容C11的電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ11見表2。

表2　電容分壓器電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)

由于C12和C2共裝在第二節(jié)瓷套內(nèi)，且中間變壓器一次側(cè)在瓷套上無開孔引出，對(duì)于下節(jié)兩只電容的測(cè)量，采用自激法，由剩余電壓繞組dadn端加壓，試驗(yàn)電壓 2kV，在儀器接好線，檢查無誤后加壓測(cè)量時(shí)，儀器面板給出指示“測(cè)量失??！被試側(cè)短路！”，使測(cè)量中止，如圖2所示。

圖2　測(cè)量CVT下節(jié)兩只電容時(shí)儀器面板報(bào)錯(cuò)

對(duì)于該儀器面板指示，經(jīng)過仔細(xì)檢查現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)環(huán)境及儀器接線情況，并未發(fā)現(xiàn)有任何異?，F(xiàn)象。

2 對(duì)問題的原理分析

在采用自激法測(cè)量該 CVT下節(jié)兩只電容的電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)時(shí)，對(duì)測(cè)試儀器面板報(bào)錯(cuò)內(nèi)容進(jìn)行分析，上海思創(chuàng)產(chǎn)HV9003B型介質(zhì)損耗測(cè)試儀面板示意圖如圖3所示。

圖3　HV9003 B型介質(zhì)損耗測(cè)試儀面板示意圖

采用自激法測(cè)量該CVT下節(jié)兩只電容C12和C2的電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)原理圖如圖4和圖5所示。

如圖4和圖5所示，圖中左邊虛線框中的電路為儀器內(nèi)部的測(cè)量回路，右邊虛線框表示CVT電磁單元位于底部油箱中。

由圖4和圖5可知，采用自激法測(cè)量該CVT下節(jié)兩只電容，是從 CVT剩余電壓繞組施加激勵(lì)電壓，利用中間變壓器T的電磁感應(yīng)原理，一次側(cè)感應(yīng)電壓，施加電壓2kV從高壓側(cè)測(cè)量，利用該電壓進(jìn)行試驗(yàn)。

圖4　自激法測(cè)量C12、tanδ12原理圖

圖5　自激法測(cè)量C2、tanδ2原理圖

對(duì)于上海思創(chuàng)產(chǎn)HV9003B型介質(zhì)損耗測(cè)試儀，如圖3所示，其自激法所施加激勵(lì)電壓通過專用自激電源線由儀器面板“CVT測(cè)試電壓”端引出，接至CVT剩余電壓繞組“da”端，儀器默認(rèn)剩余電壓繞組“dn”端接地，因此，dadn端所加激勵(lì)電壓即為“da”端與“地”端的電壓。

倘若剩余電壓繞組“dn”端未接地，即其處于懸空狀態(tài)，則自激法所施加實(shí)際激勵(lì)電壓等值電路如圖6所示（圖中只簡(jiǎn)畫出所施加電壓的剩余電壓繞組），從該圖中可以看出，“dn”端由于懸空，與“da”端等電位，這與將“da”與“dn”短接后加壓效果相同，造成儀器內(nèi)部識(shí)別并給出“被試側(cè)短路！”的判據(jù)。

圖6　“dn”端懸空時(shí)施加激勵(lì)電壓的等值電路

3 實(shí)際檢驗(yàn)及總結(jié)

在經(jīng)過初步分析之后，試驗(yàn)人員對(duì)原理分析結(jié)果進(jìn)行了檢驗(yàn)，通過萬用表對(duì)中間變壓器二次側(cè)各繞組抽頭接地狀況進(jìn)行檢查，果然發(fā)現(xiàn)中間變壓器主二次繞組和剩余電壓繞組四個(gè)引出端1a、1n、da、dn均處于懸空狀態(tài)。

對(duì)該問題，結(jié)合二次圖紙與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際接線對(duì)CVT二次進(jìn)行檢查，CVT二次回路如圖7所示（僅畫出dadn繞組）。

圖7　二次圖紙中CVT二次回路圖

而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際CVT二次接線情況如圖8所示。

圖8　現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際CVT二次接線

對(duì)比圖7和圖8，發(fā)現(xiàn)實(shí)際接地點(diǎn)位于CVT二次刀閘保護(hù)裝置側(cè)，且由于實(shí)際所用二次刀閘 4K為雙極刀閘，在斷開之后，二次繞組無接地點(diǎn)。

在發(fā)現(xiàn)該問題后，通過更換二次刀閘，并對(duì)回路進(jìn)行改造，保障改后的實(shí)際回路與二次圖紙相符，缺陷順利消除。而后，經(jīng)過測(cè)量，得出CVT下節(jié)兩只電容C12和C2的電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)，見表3。

表3　C12和C2的電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)

經(jīng)過測(cè)量所得的 CVT所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均符合規(guī)程要求，試驗(yàn)過程順利結(jié)束。

通過該實(shí)例可以看出，現(xiàn)場(chǎng)所用二次刀閘與圖紙所示不符且未按圖紙所示位置設(shè)定二次接地點(diǎn)，是造成該 CVT二次刀閘拉開之后，失去接地的原因。在CVT停電檢修過程中，由于二次側(cè)已無接地點(diǎn)，當(dāng)對(duì)二次繞組進(jìn)行檢修試驗(yàn)時(shí)，有可能因附近高壓帶電體使得二次感應(yīng)過高電壓而給設(shè)備及檢修人員安全帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

因此，需要在 CVT驗(yàn)收階段或停電檢修試驗(yàn)時(shí)，加強(qiáng)對(duì)二次接地狀況的檢查，留心當(dāng)二次刀閘拉開之后，二次側(cè)是否失去接地。應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)二次回路元件接線情況及所設(shè)置接地點(diǎn)位置與二次圖紙對(duì)照比較，檢查二者是否一致；同時(shí)，用萬用表測(cè)量二次端子與地之間的導(dǎo)通或電阻，當(dāng)導(dǎo)通指示信號(hào)聲響或接地電阻為 0，證明二次接地良好，否則，應(yīng)盡快查明原因。

4 結(jié)論

一般，CVT中間變壓器各二次繞組在運(yùn)行中均有且僅有一點(diǎn)（1n、dn）接地，但在停電檢修時(shí)，運(yùn)維人員在倒閘操作中需要拉開CVT二次刀閘，避免在檢修過程中二次側(cè)串電給檢修人員帶來危險(xiǎn)。但是，倘若在刀閘拉開之后CVT失去二次接地，就有可能在檢修中由于二次感應(yīng)過高電壓而給設(shè)備及檢修人員安全帶來風(fēng)險(xiǎn)。所以，不管CVT是否運(yùn)行，對(duì)二次接地位置及接地狀況的檢查至關(guān)重要。不論是在設(shè)備交接驗(yàn)收或是在運(yùn)維檢修階段，都應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)該類問題的檢查。

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［5］倪學(xué)鋒，盛國(guó)釗，林浩. CVT使用中應(yīng)注意的幾個(gè)問題［J］. 高電壓技術(shù)，2002，28（4）：18-20.

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Discovery and Principle Analysis of the Grounding Fault of Secondary Circuit of A 220kV Line CVT

Ma Zhenshuo Zhang Jinxiang Luo Lishi Xia Yansong Chen Xiwen
（Maintenance Company of State Grid Jibei Electric Power Company Limited，Beijing 102488）

According to a case of maintenance and test after the outage of a 200kV line CVT，by using principle analysis，discovery and settlement of the fault of no grounding point is made when the secondary circuit switch-disconnector is broken. It is important to check up the grounding of the secondary circuit of the CVT which is either in acceptance or outage stage for maintenance. The measures to check up the grounding of the secondary circuit of the CVT are concluded in this paper.

substation； CVT； test of tanδ； grounding of secondary circuit

麻震爍（1984-），男，陜西省西安市周至縣人，碩士研究生，工程師，主要從事電氣設(shè)備絕緣監(jiān)督方面的技術(shù)管理及變電站一次設(shè)備高壓電氣試驗(yàn)與診斷工作。