岳宇飛

(國網(wǎng)河北省電力有限公司邢臺供電分公司,河北 邢臺 054001)

電流互感器是變電站中具有重要作用的電氣設(shè)備,電流互感器的作用是把電流幅值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為電流幅值較小的二次電流,提供給繼電保護(hù)裝置所需要的電流信號和電力系統(tǒng)計(jì)量用的電流,并將二次系統(tǒng)與高電壓隔離。變電站電流互感器是直接連接在母線上的電氣設(shè)備,如果發(fā)生故障,勢必造成變電站母線停電,嚴(yán)重的會發(fā)生爆炸,引起系統(tǒng)事故,造成區(qū)域大面積停電。因此,通過對以下兩起220 k V 變電站電流互感器故障分析,為今后電流互感器故障快速診斷提供參考。

1 某220 kV變電站W(wǎng) 相電流互感器故障

在設(shè)備巡檢時(shí),發(fā)現(xiàn)某220 k V變電站W(wǎng) 相電流互感器的膨脹器膨脹動作,上蓋已落地,隨即將該W相電流互感器退出運(yùn)行,更換備用電流互感器。

1.1 試驗(yàn)分析

該W 相電流互感器退出運(yùn)行后,進(jìn)行電氣絕緣試驗(yàn)和油中溶解氣體的色譜分析、油中含水量檢測。結(jié)果見表1、表2。

表1 電氣絕緣試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2 油色譜分析、油中含水量檢測報(bào)告 μL/L

1.2 故障判斷

a.介質(zhì)損耗測量。在試驗(yàn)電壓由10 k V 升到146 k V 時(shí),該W 相電流互感器的介質(zhì)損耗tgδ 增量為0.4%,超過了DL/T 596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》[1]規(guī)定:試驗(yàn)電壓由10 k V 升到時(shí)tgδ 增量超過±0.3%,不應(yīng)繼續(xù)運(yùn)行。

b.氣體含量分析。DL/T 722-2014《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》[2]規(guī)定,該W 相電流互感器的氫氣、總烴含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過運(yùn)行中注意值300μL/L、100μL/L,乙炔含量超過運(yùn)行中注意值2μL/L,設(shè)備存在嚴(yán)重缺陷。

c.三比值法編碼規(guī)則。根據(jù)油中溶解氣體分析數(shù)據(jù),按照DL/T 722-2014《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》中“三比值法編碼規(guī)則”,編碼組合為“100”,參考該導(dǎo)則中“故障類型判斷方法”,判斷該W 相電流互感器存在電弧放電。

d.返廠解體檢查。一次端子軟接線接觸良好,末屏、零屏接線接觸良好;二次接線接觸良好。末屏位置以下300～400 mm 段4-6屏發(fā)現(xiàn)有形成不明顯X 蠟。

1.3 原因分析及處理

從電氣絕緣試驗(yàn)、油色譜分析報(bào)告及設(shè)備解體情況分析,該電流互感器局部出現(xiàn)了變壓器油石蠟化,CO、CO2基本正常,說明電纜紙未被劣化。造成這種現(xiàn)象的直接原因是電流互感器在制造過程中真空處理、電容屏繞包等存在工藝不良問題,造成絕緣紙纏繞不緊,絕緣層間存在皺褶夾層空間、電屏錯(cuò)位或斷裂、末屏引線接觸不良等局部弱點(diǎn)。在正常運(yùn)行電壓下,存在一定能量密度的局部放電和過熱,造成絕緣薄弱點(diǎn)的變壓器油劣化從而分解析出X 蠟并產(chǎn)生故障特征氣體,而X 蠟的產(chǎn)生又會進(jìn)一步導(dǎo)致該處絕緣紙絕緣性能降低,使局部放電加劇和溫度升高,形成惡性循環(huán)。將該W 相電流互感器退出運(yùn)行,更換備用電流互感器后故障消除。

2 某220 kV變電站U相電流互感器故障

2.1 故障檢測

某220 k V 變電站U 相電流互感器絕緣在線監(jiān)測裝置顯示,介質(zhì)損耗在線監(jiān)測數(shù)據(jù)呈明顯的上升趨勢,電容量無變化,某供電公司運(yùn)維部加強(qiáng)了該設(shè)備的巡檢力度,同時(shí)使用紅外檢測儀對該電流互感器進(jìn)行了測溫,發(fā)現(xiàn)在瓷外表面同一位置處該相電流互感器溫度與其他兩相有差異,其三相溫度分別為29.4 ℃(U 相)、27.2 ℃(V 相)、27.2℃(W 相),當(dāng)連續(xù)監(jiān)測到第4天時(shí),三相溫差已達(dá)到3.2 K,超過了DL/T 664-2016《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》[3]規(guī)定:電壓致熱型設(shè)備缺陷診斷判據(jù)油浸式電流互感器溫差在2～3 K,存在缺陷。

2.2 試驗(yàn)分析

將該間隔電流互感器停電,進(jìn)行電氣絕緣試驗(yàn)和油中溶解氣體的色譜分析、油中含水量檢測。結(jié)果見表3、表4。

表3 電氣絕緣試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表4 油色譜分析、油中含水量檢測報(bào)告 μL/L

2.3 故障判斷

a.介質(zhì)損耗測量。U 相電流互感器介質(zhì)損耗超過了DL/T 596—1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》[1]規(guī)定的“運(yùn)行中油紙電容型的介質(zhì)損耗不得大于0.8%”,存在缺陷,V、W 相電流互感器絕緣試驗(yàn)合格。

b.氣體測量分析。查DL/T 722-2014《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》,該U 相電流互感器的氫氣、總烴含量均超過運(yùn)行中注意值300 μL/L、100μL/L,設(shè)備存在嚴(yán)重缺陷。

c.三比值法編碼測量。根據(jù)油中溶解氣體分析數(shù)據(jù),按照DL/T 722-2014《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》“三比值法編碼規(guī)則”,編碼組合為“110”,參考該導(dǎo)則中“故障類型判斷方法:CH4/H2＜0.2為局部放電”,判斷該U 相電流互感器存在局部電弧放電。

d.返廠解體檢查發(fā)現(xiàn)一次繞組引線連接頭處有明顯的電弧灼傷痕跡。

2.4 原因分析及處理

從電氣絕緣試驗(yàn)結(jié)果看,U 相電流互感器內(nèi)部存在絕緣介質(zhì)劣化或老化現(xiàn)象,造成介質(zhì)損耗增大;從油中溶解氣體色譜分析結(jié)果看,氫氣、總烴嚴(yán)重超標(biāo),且出現(xiàn)了乙炔,認(rèn)為是U 相電流互感器內(nèi)部裸金屬過熱引起絕緣油裂解所致,局部放電以氫氣、甲烷、乙烷等受溫度影響較小的氣體組份為主體,故障位置溫度應(yīng)在300 ℃以下。將該U 相電流互感器退出運(yùn)行,更換備用電流互感器后故障消除。

3 結(jié)束語

電流互感器作為電網(wǎng)重要的電氣設(shè)備,運(yùn)行中內(nèi)部嚴(yán)重的局部放電是威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行的突出問題。通過日常的帶電紅外檢測、在線監(jiān)測介質(zhì)損耗等方法,結(jié)合220 k V 電流互感器內(nèi)部放電發(fā)展過程的故障特征和停電絕緣試驗(yàn)進(jìn)行綜合分析判斷,及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障,并將故障互感器退出運(yùn)行可以有效防止互感器故障引發(fā)事故。