譚其勇

摘 要 本文根據(jù)電容式電壓互感器（CVT）的結(jié)構(gòu)和工作原理，分析了北海供電局220kV沖口變電站220kVⅠ段母線電容式電壓互感器二次電壓降低的原因，提出了處理措施及運(yùn)行防范措施，并提出了關(guān)于CVT產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展的若干看法。

【關(guān)鍵詞】變電站 電容式電壓互感器 二次電壓降低 處理措施 技術(shù)發(fā)展

1 原因分析

1.1 CVT原理簡(jiǎn)介

電容式電壓互感器包括電容分壓器和電磁裝置兩部分。電容分壓器又包括高壓電容器C1（主電容器）和串聯(lián)電容器C2（分壓電容器），其中C1由C11、C12兩個(gè)電容串聯(lián)組成。電磁裝置將分壓電容器上的電壓降低到所需的穩(wěn)定的二次電壓值，供繼電保護(hù)和計(jì)量、測(cè)量等回路使用，其接線原理圖如圖1所示。

1.2 停電試驗(yàn)分析

針對(duì)220kV沖口變電站220kVⅠ段母線電容式電壓互感器二次電壓降低的原因，首先是繼電保護(hù)人員對(duì)相關(guān)的二次回路進(jìn)行了詳細(xì)檢查，測(cè)量各節(jié)點(diǎn)的電壓值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)從主二次繞組到接線端處引出的電壓就下降了，并非由二次回路引起，這說(shuō)明可能是CVT內(nèi)部有局部故障。為了查清CVT內(nèi)部出了什么問(wèn)題，8月25日，高壓試驗(yàn)工作人員對(duì)CVT進(jìn)行停電試驗(yàn)，部分試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

電壓異常未發(fā)生前，同年4月及上次預(yù)試測(cè)試數(shù)據(jù)，與電壓異常后，缺陷相B相停電測(cè)試電容值及介損的比對(duì)數(shù)據(jù)如表2所示。

結(jié)論：電壓異常后，停電測(cè)試，由以上數(shù)據(jù)明顯可見(jiàn)，在無(wú)法與額定電容量對(duì)比情況下，只能三相進(jìn)行比對(duì)，B相電容分壓器C2電容量比其它兩相大2000PF左右，明顯增大。同時(shí)，B相電容分壓器C2的介損值為0.211%，雖然未超出規(guī)程規(guī)定的不大于0.4%，但是其介損明顯比A、C相兩相偏大好多，且B相下節(jié)（即C12+C2）介損值，較2007年10月22日測(cè)試值0.049%，增大151%，較2008年4月24日測(cè)試值0.062%，增大98.39%，增大趨勢(shì)明顯，可見(jiàn)B相電容分壓器C2電容應(yīng)存在一定的缺陷。

1.3 原因分析及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證

事情原因經(jīng)過(guò)，2008年8月運(yùn)行值班員巡視發(fā)現(xiàn)220kV沖口變220kVⅠ段母線電壓不平衡，一次電壓不平衡，且B相二次電壓較其他兩相偏低，儀表顯示 A、C相：60V ；B相：58V ，二次電壓異常。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證如圖2所示。

假設(shè)C2兩端電壓為U2，線路電壓Un為220kV，C1為C11與C12串聯(lián)的電容值，則有：C1=C11*C12/（C11+C12），U2=C1*（Un/√3）/（C1+C2）。

已知：B相CVT數(shù)據(jù)：C11=20.19nF， C12=29.83 nF，C2=62.71 nF；C相CVT數(shù)據(jù)：C11=20.37 nF，C12=30.03 nF，C2=60.81 nF。

則對(duì)B相來(lái)說(shuō)：C1=C11*C12/（C11+C12）= 20.19*29.83/（20.19+29.83）=12.04 nF；U2= C1*（Un/√3）/（C1+C2）=12.04*（220/1.732）/（12.04+62.71）=20.45kV。

對(duì)C相來(lái)說(shuō)：C1=C11*C12/（C11+C12）=20.37*30.03/（20.37+30.03）=12.13 nF；U2= C1*（Un/√3）/（C1+C2）=12.13*（220/1.732）/（12.13+60.81）=21.09kV。

C、B相電壓比值=21.09/20.45=1.031。

電壓互感器二次儀表顯示：C相：60V、 B相：58V；兩者之比=60/58=1.034。儀表顯示結(jié)果與停電測(cè)試計(jì)算結(jié)果相符，表明：

（1）電容量試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確。

（2）中間變不存在問(wèn)題。

（3）B相C2電容量比C相大許多，可能是其串聯(lián)小電容已部分擊穿。

（4）B相C2介損較C相大許多，可能與試驗(yàn)時(shí)，被擊穿的電容在試驗(yàn)電壓下放電有關(guān)。

一般電容分壓器C2有電容擊穿，即C2電容量變大，使得分壓比C1/（C1+C2 ）變小，UC2=U* C1/（C1+C2 ），變小，即儀表顯示的電壓變小。主電容C1電容有擊穿時(shí)，相反儀表顯示的電壓變大。

試驗(yàn)人員檢查出B相CVT的電容分壓器C2電容單元存在缺陷后，隨即對(duì)220kV沖口變電站220kVⅠ段母線B相CVT進(jìn)行更換，更換后，220kVⅠ段母線電壓三相恢復(fù)平衡，電壓互感器二次側(cè)儀表顯示電壓正常，三相平衡，表明確實(shí)由于B相CVT的C2電容單元缺陷引起的二次電壓異常。

2 相關(guān)對(duì)策

（1）加強(qiáng)運(yùn)行中的紅外跟蹤檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)CVT內(nèi)部制熱型缺陷，發(fā)現(xiàn)同類設(shè)備在相同運(yùn)行工況下的溫差變化。

（2）對(duì)在運(yùn)行中的CVT進(jìn)行密封檢查，防止密封墊老化滲水，防止電容分壓器進(jìn)水受潮，損壞電容元件。

（3）加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行中電壓互感器二次電壓的監(jiān)視。

（4）加強(qiáng)預(yù)試定檢及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析比對(duì)，開(kāi)展同廠家、同類產(chǎn)品、相同變電站內(nèi)、不同相別設(shè)備的試驗(yàn)數(shù)據(jù)比對(duì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷設(shè)備，預(yù)防設(shè)備故障的發(fā)生，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（5）要求廠家在設(shè)備工藝上嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)設(shè)備監(jiān)造、設(shè)備出廠試驗(yàn)、交接驗(yàn)收試驗(yàn)嚴(yán)格把關(guān)。

3 結(jié)語(yǔ)

電容式電壓互感器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛，像這種分壓電容部分被擊穿的缺陷，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)很有可能發(fā)生，在其它單位也發(fā)生過(guò)類似缺陷。為此，除了以上提到的要求運(yùn)行人員加強(qiáng)運(yùn)行巡視，檢修人員認(rèn)真做好每年的預(yù)試工作等預(yù)防措施外，條件許可的話，建議變電站內(nèi)裝設(shè)容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置，隨時(shí)監(jiān)測(cè)電容式電壓互感器的電容量及介損值的變化，及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行工況，以保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

作者單位

廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司北海供電局 廣西壯族自治區(qū)北海市 536000