一起110kV电容式电压互感器二次电压异常故障分析,一起110kV电容式电压互感.doc

一起110kV电容式电压互感器二次电压异常故障分析,一起110kV电容式电压互感 Sh eb eig ua uG a。 !鱼笪堡主兰霎一起1l OkV电容式电压互感器二次电压异常故障分析麦荣焕邓小强(广东电网公司江门供电局，广东江门529000)摘要电容式电压互感器是十分重要的一次设备，其运行的稳定性与电能计量和保护控制的准确性直接相关。 现以一起l10kV电容式电压互感器二次电压异常为实例，从电容分压器和电磁单元等方面对故障进行了分析，并提出了同类设备的日常运维措施。 关键词电容式电压互感器；二次电压；电容分压器；电磁单元0引言电容式电压互感器(CV T)包括电容分压器和电磁单元，通过电容分压原理实现电压变换=1，供计量、测量和继电保护等回路使用。 由于设计、制造1二艺、元件质量等因素的影响，CV T二次电压异常的故障较为频繁，常见的原因有电容分压器损坏、中间变压器损坏、补偿电抗器损坏等l_2。 本文结合我局的起110kV CV T二次电压异常案例，从多个方面研究了引起CVT故障的原因，并提出了相应的EI常运维措施。 一1故障现象我局某变电站110kV1M PT是无锡日新电机有限公司型号为W VB11020H的产品。 xx年2月11日，调度发现该组CV TC相电压偏低。 继保人员测量PT端子箱计量和保护2个绕组电压，确认C相电压均偏低。 A、B、C三相计量绕组电压依次为600V、600V、573V，保护绕组电压依次为600V、600V、573V。 C相电压较其他两相偏低45电压为473V。 此时110kV1M、2M母线分段运行，110kV1M母线电压正常。 12K t，停电对该组CV T进行检查试验，采用白激法对三相CV T进行电容值及tan8测试，并与交接数据进行比较，A、B两相无明显变化，C相数据如表1所示。 表1C相CVI电容量及tan8测试数据。 开口三角tan8f交接电容pF CpF电容偏差Cl OO53278202846023(22O6176675O6803019现场短接B、C两相一次侧，用试验变压器同时施加66kV电压，在二次侧测量各绕组的电压，以进行变比检查，数据如表2所示。 表2B、C两相变比检查二次绕组1al n2a一2n dadn额定变比110011110011100,f3-B625626109O二次电压V C6266271O91试验数据显示，C相CV T电容值及变比测试值均在正常范围内，中压电容C2tan8变大，超出预试规程04情况汇报设备部并经其同意，运行人员报调度将1M PT送电，测量c相CV T二次电压仍然异常。 2月14日，1M PT停电更换三相新PT。 要求。 将2故障分析根据设备的内部结构(图1)及其等值回路(图2)，造成CV T二次电压偏低的原因可能有以下几种情况 (1)分压电容器C2部分被击穿，导致C2电容增大，使C2分得的电压减少，从而使二次电压降低； (2)中间变压器二次侧匝间短路，导致中间变压器变比增大，使二次电压降低； (3)ZnO避雷器被击穿，等效于将补偿电抗器短路接地，等值电容(C1+C2)的阻抗x承担了较大的压降，使中间电压降低，导致二次电压偏低I2； (4)补偿电抗器绕组匝问短路或气隙增大，使电抗值变小，对内阻抗补偿不足，中间电压降低，使二次电压偏低。 图1C VT电气连接原理图C1高压电容C2一中压电容N一电容分压器低压端P电容分压器低压端对地保护间隙1a、1rr1号主二次绕组引出端2a、2n一2号主二次绕组引出端da、dn一剩余电压绕组引出端2a、2n一1号阻尼器引出端da、dn一2号阻尼器引出端T中间变压器卜一补偿电抗器BLZnO避雷器E一补偿电抗器低压端C1图2C、厂r等值回路图X等值电容(C1+(、2)的阻抗x1、x一中间变压器 一、二次绕组的漏抗(折算到一次侧)X x一补偿电抗器的电抗Zm一中间变压器的励磁阻抗R。 一中问变压器一次绕组和补偿电抗器绕组直流电阻及电容分压器损耗等值电阻之扣R中间变压器二次绕组的直流电阻(折算到一次侧)机电信息xx年第27期总第417期53一端子箱一,S hebe igua ny uG aiza。 2月21日，对更换下来的c相CV T重新进行了电容量和ta时测试，并使用汉迪电子仪器有限公司的TA C750D互感器测试仪进行了变比试验，测试结果如表 3、表4所示。 表3C相CVT电容量及tan8复测数据tan交接电容pFpF电容偏差C1006827820284002O8C204496675072380843表4C相变比检查二次绕组1a1n2a一2n dadn额定变比l1001l10011100炳实测变比113478111341311651361由测试数据可知，C相CV T二次计量绕组和保护绕组的变比同时增大，且增大的幅度相同。 由于二次绕组同时发生相同匝数的匝间短路的可能性极低，所以基本排除二次绕组匝间短路的情况。 而C2的电容量较交接及12日的测试数据都有明显的增长，偏差高达843，基本判断C2故障。 为了进一步确实故障点，把电容分压器和电磁单元分离，检查电磁单元。 电磁单元与电容分压器接线正常，油箱内绝缘油清澈无杂质。 解开补偿电抗器低压端E与地的连接，测量中间变压器一次绕组连同补偿电抗器的绝缘电阻，结果为1200M D,，说明ZnO避雷器无异常。 恢复补偿电抗器低压端E与地的连接，测试中间变压器变比，与厂家设计参数吻合，说明中间变压器及电抗器合格，从而确定电容分压器出现故障。 解剖电容分压器，分别测量每个元件的电容量，发现第51个元件被击穿，如图3所示。 该电容分压器共54个元件，其中C2抽16个，击穿的元件为C2的第l3个。 该CV T正常运行时，c2电压(即中间变压器一次电压)为(110,3-)1654一l882kV，当C2的一个元件击穿后，完好的总元件为53个，C2完好元件为l5个，CVT运行时C2电压变为(1l O45)x15531797kV，降低45，与设备运行时测量的二次电压降低幅度吻合。 图3C2元件击穿位置图元件击穿的原因，可能是运行中受雷电冲击或操作冲击，使元件绝缘介质损伤，或者是厂家在元件卷绕过程中，一层或多层绝缘介质受到机械损伤(完好元件共5层绝缘介质，3层聚丙烯薄膜，2层电容器纸)，元件场强增大，设备长期运行使完好的介质层绝缘老化，最终击穿。 而2月12日现场测试时C2电容量未见异常，可能是元件击穿不久，第一次停电检查时，击穿部位绝缘油浸入，绝缘有所恢复，低电压下测量电容量未发现异常，介损略增大。 后设备继续投入运行，该电容元件在全电压冲击和运行电压下，击穿部位继续恶化扩大，最终停电更换后复测C2电容量不合格。 54通过对电容分压器的解体我们知道，c l由38个元件组成，C2由16个元件组成。 Cl每击穿一个元件，其电容量变化38=263，而C2每击穿一个元件，其电容量变化16625。 单个元件击穿引起的电容量变化，与元件个数有关，串联元件个数越多，单个元件击穿引起的电容量变化率越小。 通过测量电容量并与历史数据比较，能够有效地发现电容器内部元件故障，但是不能简单地按照规程标准电容值偏差不超出额定值的一5+1O的规定来进行判断。 而当电容量与出厂值进行比较，增加量超过+2时，应缩短试验周期。 3结论 (1)电容分压器C2部分元件被击穿会引起CV T二次电压偏低。 1个元件击穿，将带来2和保护能明显反应。 运行中如发现CV T二次电压不平衡(开口三角电压值告警或大于07V)，如果排除系统原因，应安排停电检查。 (2)CVT铭牌一般只标注总电容，不会对其中C 1、C2进行单独标注，预防性试验时应单独测出C1和C2的电容值及tan8。 因为C1和C2处在同一个瓷套管内，绝缘介质和所处环境完全一致，正常情况下损耗应该基本一致。 如果用自激法测试C 1、C2的tan8超过02判断C2不合格，应引起注意。 (3)通过测量电容量并与历史数据比较，能够有效地发现CVT电容器内部元件故障。 但是由于电容器由很多元件串联组成，单个元件击穿引起的电容量变化，与元件个数有关，串联元件个数越多，单个元件击穿引起的电容量变化率越小，所以不能简单地按照规程标准电容值偏差不超出额定值的一5+10容量与出厂值进行比较，增加量超过+2期。 (4)当互感器出现不稳定故障或异常时，常规低电压试验方法不一定能准确地发现故障点，此时应用多种试验方法，从多个方面人手，逐一进行诊断排查，以免得到错误的结论。 5的电压变化，计量，且C2较C1明显增大，则可的规定来进行判断。