220kV母線電容式電壓互感器故障原因的分析及處理

1、220kV母線電容式電壓互感器故障原因的分析及處理 摘要：現(xiàn)今社會220kV母線電容式電壓互感器已經(jīng)廣泛應用于全國電力建設中，雖然帶來了方便快捷，但是也伴隨著安全危害，電壓互感器的損壞容易對電網(wǎng)安全運行造成極大的危害，而且情況處理起來極其復雜。文章通過實例介紹了電容式電壓互感器，及其在電力設備運行中的應用與在運行中出現(xiàn)的故障，并就發(fā)現(xiàn)的這些故障提出了解決對策。 關(guān)鍵詞：母線；電容式電壓互感器由；故障分析；處理方法中圖分類號：TM451 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）20-0089-021 對電容式電壓互感器的認識在電力設備中經(jīng)常會提到CVT，其實這就是電容式電壓互感器

2、的簡稱，它是一個有著獨特結(jié)構(gòu)的電氣設備，主要是由電磁單元和電容分壓器組成。電力線路載波耦合裝置中的耦合電容器還有電壓互感器都能由它代替，集兩者功能于一體。在近些年的電網(wǎng)改造工程中電容式電壓互感器的應用極其廣泛，比如在很多變電站的母線線路上或者大型變壓器的轉(zhuǎn)換線路上都安裝有這種電容式電壓互感器。這種電容式電壓互感器通常被適用于110kV及以上電壓等級的變電站上，但是電容式電壓互感器存在的質(zhì)量問題越來越多，主要是因為受到設計水平、使用的原材料以及生產(chǎn)工藝的影響。發(fā)現(xiàn)在投入生產(chǎn)中出現(xiàn)的故障率高于常規(guī)的電壓互感器和耦合電容器出現(xiàn)的故障率，電網(wǎng)的安全運行也隨之受到影響。2 電容式電壓互感器的工作原理圖1

3、 220kVCVT電氣原理圖電容分壓器由高壓耦合電容器C1和分壓電容器C2組成，電磁單元位于油箱內(nèi)，由中間變壓器T、補償電抗器L、阻尼器Z組成，二次繞組端子alx1，a2、x2和af、xf，電容分壓器低壓端、結(jié)合濾波器J及保護間隙F等位于端子箱內(nèi)。電磁單元中的補償電抗器L用來補償電容分壓器的容抗，阻尼器Z用來阻尼CVT內(nèi)部的鐵磁諧振。3 220kV母線電容式電壓互感器常見故障原因舉例分析3.1 電容量出現(xiàn)變化故障實例：某處電網(wǎng)改造工程中將電容式電壓互感器接在其支路上，想要用其監(jiān)測線路是否正常，可是在電網(wǎng)運行過程中二次回路上的電壓異常變化，在對其檢查中知道該電容式電壓互感器型號為TYD220，其

4、電容量分別為：C=7300PF，C1=8077PF，C2=7910PF。經(jīng)過現(xiàn)場對其進行實際測量出c相二次輸出電壓是75V，而其他兩相二次輸出電壓是78V，我們可以看出C相電壓相對偏低一些，在檢查其外部是正常的也沒有異音。根據(jù)分壓原理分析，我們懷疑主要是由分容電壓C2增大才導致電容式電壓互感器的分壓比發(fā)生了變化，而部分相互串聯(lián)的電容元件擊穿有可能導致C2的增大。3.2 電磁單元變壓器二次端口出現(xiàn)故障實例：在電網(wǎng)線路中的電容式電壓互感器出現(xiàn)異常情況，在變壓器的二次側(cè)繞組處所發(fā)出的保護信號不正常，引起了工作人員的高度注意。在出現(xiàn)故障后，首先工作人員在其運行的狀態(tài)下分別對三個二次電壓燒組進行了輸出電

5、壓測量，電壓輸出確認是零，現(xiàn)場檢查電容式電壓互感器外觀正常無異音現(xiàn)象。根據(jù)電容式電壓互感器工作原理我們知道，在承受系統(tǒng)正常電壓的前提下電容式電壓互感器能夠結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點，對電容量的變化情況展開分析，確定是否與電壓互感器失去電壓有關(guān)，然后分析得出失去電壓的故障可能原因有C2在運行過程中出現(xiàn)短路問題、電磁單元變壓器一次側(cè)引線出現(xiàn)斷線現(xiàn)象，由于進水導致油箱電磁單元被燒毀或者各分壓電容器之間的聯(lián)結(jié)斷線引起的。3.3 電磁單元受潮實例：在研究人員對某條電網(wǎng)線路上的電容式電壓互感器進行預防性試驗時發(fā)現(xiàn)短路現(xiàn)象，這時也就代表著電磁單元二次繞組絕緣電阻為零，工作人員對其檢查，B點的實驗數(shù)據(jù)都顯示正常，這就說明

6、導致電壓互感器絕緣電阻為零的主要原因可能是電磁單元絕緣層進水導致短路現(xiàn)象，電磁單元變壓器承受的電壓較低所以沒有發(fā)生事故。接下來就對電容分壓器進行隔離檢查，首先發(fā)現(xiàn)的是電容分壓器上的螺絲出現(xiàn)松動現(xiàn)象，而且在油箱下方還出現(xiàn)了水漬，電磁變壓器有輕微的銹蝕現(xiàn)象，這就證實我們的判斷是正確的。針對這種狀況進行分析電磁單元受潮的原因主要是電壓互感器在出廠安裝前沒有進行嚴格的質(zhì)檢程序，電壓互感器密封性能不好，容易造成空氣的進入，空氣受到高溫膨脹就會將大部分氣體都排除油箱之外。如果空氣低溫狀況時就會引入大量空氣進入油箱，造成電氣元件受潮。在電壓互感器油箱內(nèi)的氣體會隨著外界環(huán)境的變化發(fā)生改變，所以對周圍環(huán)境的管理

7、至關(guān)重要。3.4 其他故障分析除了上述列舉的常見故障外，還有一些故障也經(jīng)常出現(xiàn)，比如：（1）可能由于電容式電壓互感器在長途運輸過程中，發(fā)生過激烈的震動或者碰撞就會導致其鐵芯的松動，這就會致使電磁單元發(fā)出比較劇烈的聲響，情況嚴重時還會導致油箱溫度過高出現(xiàn)發(fā)熱狀況，但互感器二次輸出是正常的，這種故障也可能是電磁單元變壓器受潮導致匝間短路造成的。解決辦法就是對其進行拆解檢查并校緊電磁單元鐵心上的螺栓，或者及時返廠維修。（2）在電容式電壓互感器運行中對于二次輸出要求十分嚴格，在這個過程中禁止短路現(xiàn)象，如果出現(xiàn)短路現(xiàn)象，保護間隙會出現(xiàn)連續(xù)火花放電，產(chǎn)生過電壓和通過大電流而使電容式電壓互感器損。（3）運行

8、中的電容式電壓互感器在電網(wǎng)操作或參數(shù)發(fā)生變化時，也有出現(xiàn)因諧振過電壓而損壞的事故，為此一定要在操作時采用一些特殊的方法，對于那些老舊的電容互感器要及時更換。（4）電容式電壓互感器一旦滲漏極易導致受潮，影響絕緣性能，試驗時會發(fā)現(xiàn)介損超標，不能保障正常運行，甚至發(fā)生爆炸事故，故對于電磁單元存在滲漏的電容式電壓互感器要立即停電進行絕緣檢查，如果出現(xiàn)故障要立即更換，定期緊固螺栓、更換密封墊，消除電磁單元的滲漏點。（5）如果有多組電容式電壓互感器需要同時安裝，電容分壓器和電磁變壓器可能存放在同一場地，如果施工人員缺乏經(jīng)驗，沒有按照廠家調(diào)試好的順序?qū)⒉煌嗟碾姶抛儔浩骱碗娙莘謮浩靼惭b在一起就會導致二次輸出電壓的不正?，F(xiàn)象出現(xiàn)。4 預防電容式電壓互感器出現(xiàn)故障的措施在停電時要將所有電容元件的電容量的測量值進行歷史數(shù)據(jù)比較，如果相差較大就要立即更換檢修，制造廠家在制造工件過程中也要加強生產(chǎn)維護，防止電容元件由于受潮導致?lián)舸?。工作人員要定期對設備進行檢查維修，尤其是長時間投入電網(wǎng)運行的電容式電壓互感器，要定期檢查內(nèi)部零件之間的絕緣性能，及時更換絕緣油和密封墊，必須要注意電磁單元箱體的檢修與維護，要定期的檢查并緊固螺栓。5 結(jié)語在電網(wǎng)運行中母線電容式電壓互感器出現(xiàn)異常會對電網(wǎng)的安全運行產(chǎn)生很大的影響，尤其是線路全部為雙高頻保護配置的變電站，如不及時處理可能引