胡偉濤 岳嘯鳴 祝曉輝 閆佳文

（1.國網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司，石家莊 050070；2.國網(wǎng)河北省電力公司電力科學研究院， 石家莊 050000；3.國網(wǎng)河北省電力公司培訓中心，石家莊 050031）

電容式電壓互感器做為電力系統(tǒng)中的重要設備，通過電容分壓原理，實現(xiàn)電壓的在線監(jiān)測[1]，同時，由于其具有良好的絕緣性能，價格低等諸多優(yōu)點[2]，在超高壓、特高壓電網(wǎng)中廣泛應用。但是，由于電容式電壓互感器在設計、工藝等因素的影響，導致電容式電壓互感器在運行中發(fā)生一些故障，其中主要是二次電壓異常的故障[3-5]，如分壓電容器故障、補償電抗器損壞等[6-14]，但由于故障的真正原因較難分析往往容易被忽視[15-19]。

隨著輸變電設備狀態(tài)檢修的實施，電氣設備的檢修計劃是依據(jù)設備評價狀況或基準周期來執(zhí)行，由于基準周期的延長，為準確及時的掌握電氣設備的健康狀況，對在線監(jiān)測、帶電測試的檢測技術(shù)、儀器、檢測人員的技能水平要求越來越高，本文對電容式電壓互感器二次電壓異常常見缺陷進行分析，對缺陷原因進行分析，并提出了處理措施及日常維護建議。

1 CVT 結(jié)構(gòu)及工作原理

CVT 主要由電容分壓器和中間變壓器組成，具有電壓互感器和耦合電容器兩種設備的功能，在電力系統(tǒng)中廣泛應用。電容分壓器由若干電容單元串聯(lián)組成，電容單元的數(shù)量與電壓等級、電容單元的允許電壓值有關(guān)。電容單元浸泡在0.1MPa 正壓的絕緣油中，在每節(jié)瓷套的頂部都裝有金屬膨脹器。中間變壓器由裝在密封油箱內(nèi)的變壓器，補償電抗器和阻尼裝置組成，油箱頂部的空間充氮氣[20]，其工作原理示意如圖1所示。

由圖1可知，正常運行時，CVT 整臺承受系統(tǒng)電壓，經(jīng)分壓器分壓，中間變壓器降壓后，輸出100V或供給計量儀表和繼電保護裝置。

圖1 CVT 工作原理示意圖

2 CVT 二次電壓異常常見缺陷及檢測方法

2.1 分壓電容器擊穿導致二次電壓異常

文獻[21]闡述了一起因電容單元擊穿造成二次電壓升高。解體后，發(fā)現(xiàn)擊穿點位于電容單元表面，說明電容單元的制造車間清潔度不達標，導致電容單元可能受到雜質(zhì)污染，或原材料局部存在個別缺陷，這些絕緣薄弱點導致局部電場強度較大，甚至超過原材料的要求值，在運行電壓的作用下，薄弱點進一步劣化，最終導致電容單元擊穿。

檢測方法及防范措施：加強電容式電壓互感器運行中相對介損、電容量的帶電測試，紅外測溫，二次電壓的分析。如果同一廠家的產(chǎn)品出現(xiàn)過類似缺陷，對于同批次的產(chǎn)品應進行停電試驗，并制定預控措施。沒有出廠的產(chǎn)品，進行駐廠監(jiān)造，可以要求廠家增加試驗項目及特殊試驗，確保產(chǎn)品零缺陷出廠、投運。

2.2 二次輸出電纜接地導致二次失壓

文獻[22]闡述了一起二次輸出電纜接地導致二次失壓。原因分析為C 相二次輸出電纜接地，造成A、B 相電壓互感器二次短路，在中間壓變壓器一、二次線圈中流過數(shù)倍于正常值的短路電流，線圈中產(chǎn)生大量的熱量，線圈溫度升高，線圈絕緣損壞、層間短路。最終導致電磁單元高壓一次回路擊穿。

檢測方法：停電試驗時，二次人員對二次電纜進行絕緣試驗，運行中加強紅外線測試工作。設備交接驗收時，對二次回路的絕緣進行復測，確保二次輸出電纜良好。

2.3 低壓端“δ”斷線導致二次電壓偏低

文獻[23]闡述了一起低壓端“δ”斷線導致二次電壓偏低。解體檢查發(fā)現(xiàn)中壓電容與中間變壓器之間引線斷開，中間變壓器上引線固定螺栓上還壓著殘留的斷股銅絲，即中壓電容C2下端“δ”接線端子與電磁單元之間的引線斷開。斷線處有明顯放電燒黑痕跡，經(jīng)現(xiàn)場修復后投入運行，至今一切正常。

檢測方法：加強電容式電壓互感器運行中相對介損、電容量的帶電測試，紅外測溫，二次電壓的分析。對于二次電壓異常，停電檢查時，應進行變比試驗項目。

2.4 二次回路接觸不良導致電壓異常

某500kV 變電站，電氣試驗專業(yè)人員在對變電站8月15日至11月1日的電容式電壓互感器電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析時，發(fā)現(xiàn)某500kV 線路C 相電壓自9月份以后比A、B 相的監(jiān)測電壓低，差值在3～7kV 之間波動，此線路與本站其他500kV 線路的電壓變化趨勢不同。專業(yè)人員及時將缺陷上報，運檢中心組織相關(guān)專業(yè)班組立即趕赴現(xiàn)場進行帶電測試、檢查及分析。

對此線路電容式電壓互感器進行相對介損、電容量的帶電測試，高頻局部放電測試，紅外測溫均無異常；外觀檢查無異常。在對二次回路檢查時，發(fā)現(xiàn)計量和保護用線圈的二次電壓三相一致，均為59.4V；而儀表遠動用二次回路的刀閘上口電壓三相一致，為59.4V，而刀閘下口電壓C 相為57.9～59.2V之間波動，A、B 相穩(wěn)定為59.4V；從二次回路電壓測試結(jié)果可以明顯看出儀表遠動用C 相二次回路電壓在刀閘上下口之間存在壓降，回路存在接觸不良缺陷，確定缺陷原因后，對二次回路刀閘上的壓降進行測試，發(fā)現(xiàn)C 相刀閘上的壓降在0.2～1.5V 之間波動，A、B 相壓降為0V，將二次電壓換算到一次，C 相電壓比A、B 相電壓低1～7.5kV。對二次回路刀閘處理后，缺陷消除。

檢測方法：加強二次電壓的歷史數(shù)據(jù)分析，對于導電性能劣化的二次回路電氣元件，停電前應加強帶電測試，停電試驗時應將其更換為性能良好的空開，應進行二次回路的回路電阻試驗項目。

2.5 二次測控裝置本身缺陷導致電壓異常

某500kV 變電站自2013年1月份以來，某500kV 線路電容式電壓互感器的A、B 相電壓較C相及同一變電站同一母線上其他線路的電壓偏高，其中B 相較同意母線電壓監(jiān)測值高4kV，A 相相較同意母線電壓監(jiān)測值高2kV，由于此線路屬于網(wǎng)間聯(lián)絡線，至2013年12月16日沒有安排停電進行試驗，專業(yè)人員定期對此CVT 進行相對介損、電容量的帶電測試及監(jiān)測電壓的分析，沒有異?，F(xiàn)象。2013年12月16日對此線路間隔進行停電試驗，絕緣試驗、介損電容量試驗，變比檢查，測試結(jié)果均合格，說明一次設備無異常。

與二次專業(yè)人員溝通后，決定對三相設備二次回路施加60V 的交流電壓模擬設備運行狀態(tài)，檢查測控裝置測試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)三相測試數(shù)據(jù)不平衡，電壓不平衡度與運行時監(jiān)測電壓的偏差問題一致。咨詢廠家技術(shù)人員，發(fā)現(xiàn)測控裝置本身的定義有問題，將問題處理后，監(jiān)控電壓三相正常，缺陷消除。

檢測方法：加強二次電壓變化趨勢的分析，測控裝置投入運行前應對功能逐項進行檢查和試驗，并進行模擬試驗，將裝置的誤差及本身缺陷及早消除，確保零缺陷投運。

3 結(jié)論

為保證電容式電壓互感器在電力系統(tǒng)中安全可靠的工作，須加強變電巡視、安裝在線監(jiān)測裝置或帶電測試裝置，以便及時發(fā)現(xiàn)運行缺陷，根據(jù)缺陷現(xiàn)象結(jié)合以往經(jīng)驗采取針對性的檢測方法，確保設備安全運行。

1）對于二次回路中采用小刀閘的，結(jié)合停電試驗全部更換為空氣開關(guān)，確保二次回路接觸良好。

2）停電試驗時，不僅對二次回路絕緣進行試驗，增加二次回路的回路電阻試驗項目。

3）加強對測控裝置的入網(wǎng)檢測及管理，對其功能交接時應逐項進行檢驗，并進行模擬試驗，確保其精度。

4）加裝在線監(jiān)測裝置或帶電檢測裝置，定期對電容式電壓互感器進行帶電試驗，并加強測試數(shù)據(jù)的分析。

5）加強二次電壓的分析，發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，應采取相應的帶電測試并制定針對性的預控措施。

6）加強設備前期管理，確保設備零缺陷出廠，零缺陷、隱患投運。

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