运行中的电容式电压互感器二次失压故障分析和试验方法

1、运行中的电容式电压互感器二次失压故障分析和试验方法摘要：针对电容式电压互感器的特点，介绍运行中的电容式电压互感器二次失压后，现场故障的定位分析、综合判断和试验方法，故障处理方法，对构造和制造工艺提出了减少此类故障的改良方案。关键词：电容式电压互感器故障分析处理改良方案1引言电容式电压互感器由电容分压器和中间电压电磁单元组成，可兼顾电压互感器和电力线路载波耦合装置中的耦合电容器两种设备的功能，同时在实际应用中又能可靠阻尼铁磁谐振和具备优良的瞬变响应特性等1；故近几年在电力系统中应用的数量宏大，不仅在变电站线路出口上使用，而且大量应用在母线和变压器出口上代替电磁式电压互感器。电容式电压互感器一般适

2、用于110kV及以上电压等级，由于受设计制造经历、工艺程度和原材料等多种因素的限制，投运后发生故障，就会影响电网平安运行；由于运行环境和电压等级的影响，特别是500kV的设备，由于个头高大，引线沉重，拆头电气试验的难度大；特别是在设备故障状态下，由于受停电范围的限制，各种电磁干扰严重，通过常规电气试验方法准确判断故障部位就更加困难；本文通过对一只500kV电容式电压互感器在运行中二次失压后，在现场对故障进展分析判断、对试验方法、现场修复和改良方案的介绍，给出现场遇到电容式电压互感器类似故障的分析处理方法，以及设备在不拆头状态下查找故障的试验方法。2故障现象1996年2月山东淄博500kV变电站

3、，500kV线路A相电容式电压互感器在电网正常运行条件下，发生故障，与之相关的保护误发信号，3个二次电压线圈全部无电压输出。该电容式电压互感器型号为TYD500-0.005H，1994年7月产品，为了便于故障分析的情况说明和阐述，首先给出其构造原理图如下：该电容式电压互感器由4节瓷套外壳的电容分压器和安装在下部油箱的电磁单元两局部构成，其中11，12、13分别安装在13节瓷套内，14和分压电容2共装在第4节瓷套内；其电容量分别为：1119499pF，1219703pF，1319868pF，14和2串联后的电容量为19636pF其中1423856pF，2116920pF，油箱电磁单元中变压器的一

4、次端A在第4节瓷套内，连接在14和2之间，3个二次绕组的接线端子alxl，a2x2，afxf通过接线盒引出，X端在出线盒接地。故障发生后，在运行状态下，电气试验人员分别直接对3个二次电压线圈进展输出电压测量，确认电压输出为零正常状态分别为和100V，现场检查电容式电压互感器外观正常也无异音现象。3故障原因的判断分析由其工作原理可知，分压电容器2和油箱电磁单元正常状态下，承受的额定电压为13kV，而整台电容式电压互感器承受的电压为500/KV;如电磁单元局部对地短接，不承受13kV的电压，二次将失去电压输出，对设备整相承受电压的才能影响较校而假设电容分压器11，12、13，14的其中之一存在缺陷

5、，该节将承受较低的电压，其它节承受的电压升高，会造成整台设备运行异常，有二次电压输出但不是正常值，设备会有异音发出或损坏。假如电磁单元的变压器一次端断线，电压将不能正常传递，二次失去电压输出；假设2的电容量变大，二次电压输出且会降低。由此可见，在电容式电压互感器可以承受系统正常电压的前提下，结合其构造特点，可以确定二次失去电压的原因与电容量的变化无关，第13节瓷套和第4节瓷套中的14电容本身正常，故障原因可能为：1电磁单元变压器一次引线断线或接地。2分压电容器2短路。3和电磁单元中变压器并联的氧化锌避雷器击穿导通。4油箱电磁单元烧坏、进水受潮等其它故障。随后对设备停电，通过电气试验对故障原因进

6、一步详细分析。4电气试验分析原来由于设备高大，引线沉重，周围设备全部带电，撤除引线的难度和危险性都比拟大，故本次试验采用不拆头的电气试验方法。41试验方案1在电容式电压互感器上端H点接地状态下，从二次线圈alxl反向加压，在第4节瓷套上端B处直接测量一次电压可用测量变压器T，电容式分压器或周围停电的其它相电容式电压互感器，试验接线见图2。图2中11，12，13串联后的电容量la11111121136563pF假设在二次线圈alxl上，加Ua1xl10V的电压，在电容式电压互感器正常状态下，B点测的电压的理论值UB，而原理图中：即B点应测量到177kV的电压。但在实际加压过程中，电磁单元变压器二

7、次侧电流急剧上升，试验变压器过流掉闸，电容式电压互感器的B点测不到电压，进一步说明分压电容器2或油箱电磁单元局部短接，电压不能反向传递。42试验方案2从B点加压进展电容量和介质损失角的测量，考虑现场的电磁干扰严重，采取故障相和非故障相比拟法，由于XLX故可忽略电磁单元变压器电感影响，试验接线见图3。上述接线在无故障状态下，B和E两点间的电容量为11、12、13串联和2、14串联再并联的电容量；理论计算值la11211426199pF。假设A点接地，B和E两点间的电容量为11、12、13串联和14并联的电容量；理论计算值la1430419pF，显然应该大于；现场实际测量的结果为：故障相：3090

8、4pF，介质损失角小于01非故障相：26289pF，介质损失角小于01同样大于，得出和理论计算值一样的结果，而介质损失角正常，进一步证实了电容式电压互感器无二次电压输出，与分压器电容量的变化及各类断线无关，而是由电磁单元变压器一次接地引起。转贴于论文联盟.ll.5解体检查与故障处理根据试验分析的结论和综合判断情况，在疑心电磁单元变压器一次接地可能由并接的氧化锌避雷器击穿导通引起的同时，准备好氧化锌避雷器和一些常规绝缘材料，将电容式电压互感器第4节瓷套和底座油箱单元解体检查；发现电磁单元变压器至分压电容器之间的联结线因过长而与箱壳碰接，并有明显的烧伤放电痕迹，分别测量电磁单元变压器和氧化锌避雷器

9、的绝缘电阻均在10G以上。随后将该联结线缩短，并用绝缘材料包扎固定，回装完毕后，再用试验方案2测量其电容量和介质损失角，26371pF，介质损失角小于01，测量结果与相邻非故障相及理论计算值根本一致，投入运行后运行正常，该故障点消除。6完毕语61由于电容式电压互感器本身的构造特点，现行产品电磁单元变压器的一次联结点在瓷套内部，不可拆卸，在预防性试验和故障分析时，无法直接对电磁单元的特性和绝缘状态进展分析检测，在对产品有疑心时，可参照上述试验方案比照分析。62建议制造厂改变设计，将电磁单元变压器的一次联结点A点通过小套管引出目前已有局部产品采用，便于用户直接测量电磁单元的绝缘电阻、介质损失角和电容量等参数。63电磁单元变压器的接地联结点X点是引至二次接线盒接地的，可在试验时翻开接地点，直接测量电磁单元变压器、氧化锌避雷器和电容分压器2的绝缘性能，同时X点引出后，运行单位可通过X点进展在线或带电测量电容式电压互感器运行过程中的容性泄漏电流。64安装在线路上的电容式电压互感器由于停电检修困难，故障后的影响面广，解体检查修复的周期相对较长，建议制造厂加强最下节瓷套和油箱电磁单元电气联结局部的绝缘强度，严格设计工艺，保持各联结线对地及器件之间的间隔 ，必要时由裸导线