CVT在線監(jiān)測技術(shù)在變電站故障診斷中的應(yīng)用實例

CVT在線監(jiān)測技術(shù)在變電站故障診斷中的應(yīng)用實例晏玲1，曹津平2（1．富陽市供電局，浙江富陽311400；2．北京四方繼保自動化股份有限公司，北京100085）摘要：本文主要描述了電容式電壓互感器（CVT）在線監(jiān)測技術(shù)方案。通過對一例安裝接線錯誤造成的110kVCVT異?，F(xiàn)象分析，驗證了CVT在線監(jiān)測程序的有效性，并提出了一些改進措施。關(guān)鍵詞：電容式電壓互感器（CVT）；在線監(jiān)測ApplicationofCVTon-linemonitoringtechnologyforsubstationfailurediagnosisYANLing1,CAOJinPing2(1.HangzhouFuyangMunicipalPowerSupplyBureau,Fuyang311400,China;2.BeijingSifangAutomationCO.,LTD.,Beijing100085,ChinaAbstract：ThisarticlemainlydescribedasolutionofCVTon-linemonitoringtechnology.ThroughabnormalphenomenonanalysisofCVTfailureresultedbyfalseconnectioninthesubstation,thevalidityofthesolutionhasbeentested.Finallyseveralinnovativeapproacheshavebeenputforward.Keywords：Capacitorvoltagetransformer(CVT)；On-linemonitoringtechnology0引言電容式電壓互感器（CapacitorVoltageTransformers，簡稱CVT）是由電容分壓器和電磁單元組成的具有獨特結(jié)構(gòu)的電氣設(shè)備。由于它兼顧了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，因此近幾年在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。由于CVT是全密封設(shè)備，除發(fā)生滲漏油、異常聲響等較易發(fā)現(xiàn)，其他故障一般不易直觀發(fā)現(xiàn)，必須采取一定的技術(shù)手段才能發(fā)現(xiàn)運行中可能會出現(xiàn)的異常情況。根據(jù)運行經(jīng)驗，CVT內(nèi)部故障前，其二次輸出電壓（包括3U0）一般都會發(fā)生較大變化。根據(jù)這一特點，在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中加裝CVT在線監(jiān)測程序，實現(xiàn)CVT二次電壓異常變化的監(jiān)測報警，有利于及時發(fā)現(xiàn)和處置CVT的異常情況，防止惡性事故的發(fā)生。本文通過對一例安裝接線錯誤造成的110kVCVT異常現(xiàn)象分析，驗證了CVT在線監(jiān)測程序的有效性，提出了一些改進措施。1方案CVT在線監(jiān)測程序安裝于監(jiān)控系統(tǒng)后臺中，利用母線測控裝置采集的線路及母線電壓值，上送至后臺，在后臺進行邏輯分析、判斷，輸出告警信息。1）線路或母線CVT開口三角電壓3U0幅值越限告警；對于三相接線方式的CVT，當同時滿足以下三個條件時，報3U0幅值越限告警：●被監(jiān)視的CVT有壓；●3U0大于設(shè)定3U0幅值越限整定值；●持續(xù)時間大于延時時間。2）CVT電壓不平衡告警●被監(jiān)視的CVT有壓；●任意兩相電壓幅值差絕對值與其中一相電壓幅值相比，大于不平衡度定值；●持續(xù)時間大于延遲時間。3）幅值越限告警●被監(jiān)視的CVT有壓；●電壓超過設(shè)定的限值上限值一般取模擬量越限定值的高限定值；下限值一般取模擬量越限定值的低限定值；●持續(xù)時間大于延遲時間。4）CVT監(jiān)視合并告警滿足任意下一條件，報CVT異常總告警。條件1：三相CVT3U0越限告警或條件2-1：三相CVT不平衡告警或條件2-2：單相CVT異常告警（同名相比較）或條件3：電壓幅值越限告警2故障實例及其分析2008年6月5日，某變電所二期工程完工，進行變電所投運。在對110kV線路一恢復(fù)送電操作后,監(jiān)控系統(tǒng)報“CVT異常總告警信號”（CVT在線監(jiān)測程序為二期工程新增），發(fā)現(xiàn)該線路壓變二次3U0開口三角電壓升高設(shè)備參數(shù)：線路一線路壓變型號：TYD-110/√3－0.02H，西安西電電力電容器公司制造，出廠日期：2006年2月圖12008年6月線路一壓變3U0歷史曲線3.1過程1、正常運行方式下電壓測量情況：線路一線電壓、相電壓幅值、相位相角正常，開口三角電壓約20V，諧波及波形測量如下圖2所示：發(fā)現(xiàn)電壓總畸變率達3.6%，主要為3次、5次、7次，其中3次諧波分量達到3.4V。圖2線路一壓變線電壓諧波分析曲線2、測量#1主變10kVI段母線電壓諧波分量如圖3，電壓畸變率達3.6%,主要為5次諧波分量，達到5.1V。圖3#1主變10kV母線電壓諧波分析曲線3、檢查線路一壓變二次接線情況發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)d1，d2連接端子多接出一條接地線，如圖4（紅線內(nèi)）。4、拆除該接地線后，恢復(fù)運行后全部正常。圖4線路一壓變二次接線盒接線圖3.2分析1、由于CVT結(jié)構(gòu)中既包含有電容元件，又包含有電感元件，在電力系統(tǒng)發(fā)生擾動時，由于電沖擊的作用可能產(chǎn)生鐵磁諧振現(xiàn)象，虛假的信號將傳給二次儀表和繼電保護裝置，同時產(chǎn)生的過電壓對設(shè)備的絕緣造成不利的影響，因此必須加裝阻尼裝置來消除鐵磁諧振。阻尼器應(yīng)能迅速消除諧振，并且CVT瞬變響應(yīng)特性良好。2、如圖5電容式電壓互感器原理圖所示，d1、d2端子為阻尼器D的連接端子，使用中必須可靠連接，不允許松動。正常運行時不應(yīng)接地。若安裝時誤當作N端接地后造成阻尼器D的電阻短路接地，阻尼器D不起作用。因此當CVT運行時只要有外部激發(fā)條件（如合閘操作、二次短路又消除短路等）就可能觸發(fā)鐵磁諧振，造成3U0電壓升高，并持續(xù)一段時間才消失。圖5電容式電壓互感器原理圖3、#1主變10kV負荷含有一定高次諧波（圖3），在CVT阻尼器不起作用情況下會反映到CVT二次側(cè)，并產(chǎn)生3次諧波放大。而3次諧波分量在開口三角接線回路中電壓又放大3倍，如圖2所示，3次諧波電壓達到3.4V，開口三角電壓可達到20V。4、拆除d1、d2連接的接地線即恢復(fù)正常，因此可以確定線路一CVT開口三角電壓過高是由于CVT安裝接線錯誤即阻尼器退出運行造成的。3結(jié)論裝設(shè)CVT在線監(jiān)測程序，監(jiān)測二次電壓的變化對及時發(fā)現(xiàn)CVT的早期故障非常有效。事后追查，該線路一CVT曾于2007年4月份發(fā)生過一起開口三角電壓越限，但當時未安裝CVT在線監(jiān)測程序，且開口三角電壓越限只持續(xù)幾個小時后自動恢復(fù)正常，故未引起足夠重視。幸虧CVT在線監(jiān)測程序報警、及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，才避免了一次設(shè)備爆炸事故。鑒于以上情況，建議今后應(yīng)從以下幾個方面采取有效措施：（1）應(yīng)逐步實現(xiàn)變電站CVT二次電壓在線監(jiān)測功能，并實現(xiàn)告警功能?？稍诰C合自動化變電所監(jiān)控系統(tǒng)中裝設(shè)CVT在線監(jiān)測程序，在常規(guī)變電所裝設(shè)CVT電壓監(jiān)測裝置。（2）利用當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)CVT在線監(jiān)測時應(yīng)充分發(fā)揮綜自系統(tǒng)的功能，將各CVT電壓值在歷史數(shù)據(jù)庫記錄，形成電壓曲線圖，再進行縱向（與原始或上次數(shù)值進行比較，發(fā)現(xiàn)變化率）、橫向（與相鄰運行設(shè)備的變化率進行對照）的比較，排除系統(tǒng)運行參數(shù)有變動因素，及時發(fā)現(xiàn)CVT內(nèi)部發(fā)生故障的有效信息。（3）對3U0的數(shù)值發(fā)生變化則要高度重視。3U0的突然升高，一般而言，CVT發(fā)生異常的可能性較大。對于在正常情況下3U0的數(shù)值較高的變電站，應(yīng)該查明原因，以確定是CVT本體問題，還是二次回路的問題。參考文獻：[1]國家電網(wǎng)生技[2005]172號《輸變電設(shè)備運行規(guī)范》中《110(66)～500kV互感器運行規(guī)范》[2]李寅忠，等.電容式電壓互感器的日常運行監(jiān)視分析電力設(shè)備2007，8（8）：59-61———————————————收稿日期：作者簡介：晏玲（1975-），女，碩士，工程師，從事電力系統(tǒng)繼電保護、