張瑞明 陳 莉

（1.新疆電力公司昌吉供電公司，新疆 昌吉 831100； 2.華電新疆發(fā)電有限公司昌吉熱電廠，新疆 昌吉 831100）

目前，大多數(shù)35kV 及其以上電壓互感器都是電容式的[1-2]，也叫CVT（Capacytor Voltage Transformer），電容式電壓互感器是一種十分重要的高壓輸變電設備，主要用做電壓測量和繼電保護信號的取樣裝置。電容式電壓互感器主要是由兩個電容串聯(lián)和中間變壓器單元組成，它是由串聯(lián)的電容器抽取電壓，通過中間變壓器變壓為電力系統(tǒng)的計量、繼電保護等提供電壓源，也可以用作載波通信[3-5]。與傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器相比，CVT 不僅可以有效地抑制電壓互感器鐵芯飽和帶來的鐵磁諧振，而且隨著這幾年技術的不斷進步其在經濟和安全上也有許多優(yōu)越之處。但在電力系統(tǒng)運行中，有許多因素會使得電壓互感器電壓測量異常進而引發(fā)更嚴重的后果，例如因電容式電壓互感器制作工藝質量問題、運行維護不到位或者一些外力因素等。本文通過對兩起電容式電壓互感器二次測量電壓異常進行分析研究，通過實物解體驗證，查找出了電壓互感器故障原因，并提出了相應的反事故措施。

1 電容式電壓互感器結構

電容式電壓互感器為單相單柱式結構，它是由電磁單元和電容分壓單元兩個部分組成，其結構原理如圖1所示。

圖1中，C1為高壓電容；C2為中壓電容；T 為中間變壓器；L為補償電抗器；P為保護球隙；其中虛線范圍的為氧化鋅避雷器；δ為分壓電容單元尾端；ZD 為阻尼電阻；a、b 分別為電壓互感器C1高壓端和C2高壓端；E 為C1和C2的中間抽頭；A和X 為中間變壓器T 一次繞組的高壓端和低壓端。

圖1 電壓互感器結構示意圖

2 事件經過

運維人員通過調控信息發(fā)現(xiàn)某110kV 變電站110kVⅠ母電壓互感器A 相計量和保護二次電壓為0V，B 相、C 相電壓正常，為62V 左右，即可向上反映。檢修人員到站后，110kVⅠ母電壓互感器處于運行狀態(tài)，用110kV 驗電器對110kVⅠ母電壓互感器一次接線板進行了驗電，證明一次有電壓。量取PT 端子箱內的電壓值，B 相、C 相電壓正常，A相電壓計量用和保護用的二次電壓為1.3V，二次繞組da-dn 上的電壓為1.3V，即二次回路沒有電壓。量取電壓完畢后，檢修人員辦理了第一種工作票，將110kVⅠ母電壓互感器停電。

3 設備相關參數(shù)及試驗數(shù)據(jù)

某110kVⅠ母A 相電容式電壓互感器相關參數(shù)見表1。

表1 110kVⅠ母A 相PT 參數(shù)

首先對進行了A 相電壓互感器經行了絕緣電阻試驗和介質損耗試驗。

3.1 絕緣電阻試驗

用絕緣電阻表測試電壓互感器C2末屏端δ端對地絕緣電阻為100000MΩ，一次接線端對地絕緣電阻為100000MΩ，則絕緣電阻值良好。

3.2 介質損耗試驗

用CVT 自激法測量C1、C2時，升壓到100V 時介損測試儀器過流保護動作。通過C1、C2中間抽頭E 和電壓互感器一次接線進行正接線測試C1，結果正常；高壓線接中間抽頭E，信號線Cx接電壓互感器C2末屏端δ，進行正接線測試C2，電壓到始終升不上去，懷疑中間抽頭E 接地；高壓線接電壓互感器C2末屏端δ，進行反接法測試C2，能夠進行升壓。從表1可以看出電容單元C1、C2的電容量沒有明顯變化，tgδ1合格，tgδ2由于為晚上，天氣潮濕而且為反接法（C2末屏端δ對一切雜散電容的介損和），故介損很大。

4 異常分析

110kVⅠ母電壓互感器A 相歷次測試數(shù)據(jù)見表2，使用儀器都為AI6000E 介損橋。

表2 110kVⅠ母電壓互感器A 相歷次測試數(shù)據(jù)

4.1 初步分析

通過上述試驗及歷次試驗數(shù)據(jù)，C1、C2的電容量變化不大，同時可以判斷為電壓互感器中間變壓器高壓頭至C1C2中間抽頭有接地。這是因為：

情況一：二次繞組無電壓，則中間變壓器無電壓，則bA 有斷開點，而高壓線接電壓互感器C2末屏端δ，進行反接法測試C2（b 點必須接地或通過導體接地，能夠構成回路），能夠測試出C2合格的電容量；由于升壓是2.5kV，若有斷開點，也可能有放電聲，現(xiàn)場無放電聲，則排除該情況。

情況二：EA 中的任意一點接地，都會造成中間變壓器無電壓。而進行反接法測試C2能夠形成回路，同時正接線測試C2（高壓線接中間抽頭E，信號線Cx接電壓互感器C2末屏端δ），電壓到始終加不上去。

EA 中的任意一點接地有可能是bA 引下線太長、絕緣老化，搭接在了外殼上，或者C2上并聯(lián)有一只避雷器被擊穿，造成接地。老式電壓互感器有結構是這樣的（C2上并聯(lián)有一只避雷器，如圖1中的虛線所示）由于該電壓互感器是1997年的，銘牌上無結構示意圖。以上分析需要進一步進行解體驗證。

4.2 解體分析

對該電容式電壓互感器進行解體，測試電壓互感器電磁單元結構及避雷器絕緣電阻，如圖2所示。

圖2 將電壓互感器電磁單元結構及 避雷器絕緣電阻測試

圖3 將避雷器拆下測量電阻值及內部燒蝕情況

通過解體可以得知，避雷器的絕緣電阻為0MΩ，其直流電阻值為11.98MΩ，及該避雷器被擊穿，從圖3可以看出其表面的燒蝕情況。情況二得 到驗證，避雷器擊穿而始終接地，及C2的上端b 始終處于地電位，中間變壓器一次側無電壓，則保護二次繞組、計量二次繞組和剩余繞組測得的電壓為0V。

5 結論

本文從現(xiàn)場試驗、電壓互感器解體都驗證了該110kV 電容式電壓互感器結構中在C2上并聯(lián)的避雷器擊穿是導致中間變壓器一次側無電壓的直接原因。而文獻[6]《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》第11.1.1.3 條已明確提出電容式電壓互感器的中間變壓器高壓側不應裝設MOA（氧化鋅避雷器）。因此本文提出以下防范措施：①應盡快安排更換該間隔110kVⅠ母B、C 相電壓互感器，防止類似事故再次發(fā)生；②值班員在巡視過程中加強對電容式電壓互感器的巡視，將電容式電壓互感器的二次繞組電壓記錄在巡視卡中，若有異常增大及時反饋；③對2000年以前生產的同一廠家的電容式電壓互感器加強帶電巡視和停電試驗；④利用在線監(jiān)測方法監(jiān)測電容變化或電壓情況。

[1] 羅軍川.35kV 電容式電壓互感器高壓熔斷器熔斷的原因分析[J].高壓電器,2009,45(3): 124-127.

[2] GB/T 4703—1984 電容式電壓互感器[S].

[3] 李志勇.35kV 容性電磁式電壓互感器的探討[J].變壓器,2007,44(3): 6-11.

[4] 周春雨,劉振,余芳,等.CVT 一次隔離開關操作對變壓器過勵磁保護影響的研究[J].高壓電器,2009,45(5): 112-115,118.

[5] 何子東,付煒平,霍春燕.紅外監(jiān)測診斷電容式電壓互感器故障分析[J].高電壓技術,2008,34(6): 1310-1312.

[6] 國家電網公司運維檢修部.國家電網公司十八項電網重大反事故措施（修訂版）輔導教材[M].北京: 中國電力出版社,2012.