1.引言

750千伏巴州變電站主變壓器為單相自耦變壓器，2011年1月投運(yùn)，其總?cè)萘繛?500MVA，750kV側(cè)為套管式互感器，220kV側(cè)為套管穿心互感器與SF6氣體絕緣電流互感器，66kV側(cè)為套管穿心互感器與SF6氣體絕緣電流互感器。2011年3月27日15時(shí)29分，巴州變2號(hào)主變保護(hù)RCS-978GC發(fā)“中壓側(cè)CT異?！保?號(hào)主變SGT765保護(hù)發(fā)“分差差流越限”，220kV母線保護(hù)A WMH-800A發(fā)“TA斷線告警”，220kV母線保B RCS-915發(fā)“支路CT異?！备婢盘?hào)。

2.異常告警檢查及原因分析

2.1 現(xiàn)場(chǎng)檢查

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)異常情況進(jìn)行進(jìn)一步核查、判斷，現(xiàn)場(chǎng)檢查220kV側(cè)開(kāi)關(guān)CT各繞組電流值及主變220kV套管CT電流值如下：

(1)2號(hào)主變RCS-978GC保護(hù)裝置：

220kV側(cè)電流：IA=0.23A IB=0.27A IC=0.28A I0=0.06A 分側(cè)差流值：0.07In

縱差：0.04Ie

220kV側(cè)變比：2500/1（取自斷路器處電流互感器）

(2)2號(hào)主變SGT765主變保護(hù)裝置：

220kV側(cè)電流采樣：IA=0.231A IB=0.272A IC=0.283A 分側(cè)差流值：0.07A

縱差：0.04A

220kV側(cè)變比：2500/1（取自斷路器處電流互感器）

(3)2號(hào)主變220kV側(cè)計(jì)量：

電流值：IA=0.421A IB=0.48A IC=0.492A

變比：1500/1（取自斷路器處電流互感器）

(4)220kV WMH-800A母線保護(hù)：

2號(hào)主變220kV側(cè)電流值：IA=0.253A IB=0.286A IC=0.293A

變比(取自斷路器處電流互感器)：2500/1

(5)220kV RCS-915母線保護(hù)：

2號(hào)主變220kV側(cè)電流值：IA=0.27A IB=0.31A IC=0.31A 變比(取自斷路器處電流互感器)：2500/1

(6)斷路器處電流互感器備用繞組1(4031)：IA=0.248A IB=0.283A IC=0.291A變比：2500/1

(7)斷路器處電流互感器備用繞組2(4061)：IA=0.424A IB=0.484A IC=0.495A變比：1500/1

(8)220kV故障錄波器：

IA=0.149A IB=0.149A IC=0.153A

變比：5000/1(取自主變套管處電流互感器)

(9)后臺(tái)監(jiān)控機(jī)：

2號(hào)主變中壓側(cè)電流(一次)IA=745A IB=745A IC=765A

220kV側(cè)變比：2500/1(取自主變套管處電流互感器)

2.2 告警信息核對(duì)

2號(hào)主變保護(hù)RCS-978GC CT異常動(dòng)作值為：負(fù)序電流(或零序電流)大于0.06In，而裝置采樣I0=0.06A，滿足CT異常動(dòng)作條件，告警信號(hào)正確。

2號(hào)主變保護(hù)SGT765裝置顯示分側(cè)差流值0.07A，滿足差流越限動(dòng)作條件(0.067A)，告警信號(hào)正確。

220kV母線保護(hù)A WMH-800A TA斷線告警定值為0.1A，而裝置實(shí)際A相差流為0.145A，滿足TA斷線告警動(dòng)作條件，告警信號(hào)正確。

220kV母線保B RCS-915支路CT異常定值0.1A，裝置實(shí)際A相差流為0.145A，滿足TA斷線告警動(dòng)作條件，告警信號(hào)正確。

2.3 異常原因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得數(shù)據(jù)，主變220kV側(cè)斷路器處電流互感器全部繞組A相電流明顯小于B、C兩相(同比降低10%左右)，而取自主變套管處電流互感器的電流(測(cè)量、錄波器電流取自套管電流)A、B、C三相基本相同，初步判斷為問(wèn)題出在主變220kV側(cè)斷路器側(cè)A相電流互感器。

根據(jù)后臺(tái)歷史數(shù)據(jù)，2011年3月27日15時(shí)29分主變中壓側(cè)負(fù)荷為344MVA，并非歷史最高負(fù)荷，主變中壓側(cè)負(fù)荷經(jīng)常超過(guò)380MVA，而主變保護(hù)及220kV母差裝置從未出現(xiàn)任何與電流有關(guān)的告警信號(hào)，3月氣溫上升較快，懷疑由于天氣變熱及大負(fù)荷影響導(dǎo)致A相電流互感器一次導(dǎo)體連接或與CT的SF6氣室殼體接觸分流等情況出現(xiàn)，產(chǎn)生一次電流分流，造成二次電流變小。

3.電流互感器分流原因分析

750kV巴州變主變220kV側(cè)電流互感器采用南陽(yáng)金冠電器有限責(zé)任公司生產(chǎn)LVQB-220W3型電流互感器，運(yùn)行中一次繞組通過(guò)串聯(lián)接線方式，變比為2500/1A。

3.1 SF6氣體絕緣電流互感器結(jié)構(gòu)原理

電流互感器基本工作原理：串聯(lián)接線將大接線端子P1、C2卡裝在外導(dǎo)體組件兩側(cè)(P1在靜密封側(cè))，將內(nèi)導(dǎo)體穿入外導(dǎo)體組件，從內(nèi)導(dǎo)體兩端裝入硅橡膠絕緣套并將內(nèi)外導(dǎo)體卡緊，然后將小接線端子P2、C1卡裝在內(nèi)導(dǎo)體兩側(cè)(C1在靜密封側(cè))，用導(dǎo)電帶將大接線端子C2與小接線端子C1連接牢固，用壓塊將導(dǎo)電帶固定在殼體上，此時(shí)一次導(dǎo)體為兩匝。(見(jiàn)附圖1)

電流流通方向：電流I由P2流入，通過(guò)內(nèi)導(dǎo)電到達(dá)C1，C1與C2通過(guò)導(dǎo)電板連接，C2再次通過(guò)外導(dǎo)電經(jīng)過(guò)P1流出，因此一次繞組為兩匝。(見(jiàn)附圖2)

3.2 檢查電流互感器分流原因

一次檢查發(fā)現(xiàn)主變中壓側(cè)A相220kV電流互感器外觀正常，一次繞組接線正確，為串接方式，其中斷路器側(cè)接P1接線板，變側(cè)隔離開(kāi)關(guān)接P2接線板，C1和C2通過(guò)導(dǎo)電板連接。但發(fā)現(xiàn)C2接線板有明顯位移現(xiàn)象(見(jiàn)附圖3)，造成C2接線板與該側(cè)殼體(殼體在P1處與外導(dǎo)電體為金屬連接)固定法蘭螺栓已呈接觸狀態(tài)，而B、C兩相此位置距離約為5-6mm。(見(jiàn)附圖4：A與B、C兩相比較圖)分析認(rèn)為這就是造成CT二次負(fù)荷電流變小的根本原因。

圖1 電流互感器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 電流互感器串聯(lián)方式下電流分流圖

圖3 A相電流互感器接線板

圖4 B、C相電流互感器接線板

圖5 電流互感器電流分流圖

圖6 A相電流互感器

圖7 改進(jìn)后的實(shí)物圖

具體分析如下，如附圖5，由于C2接線板與殼體法蘭螺栓接觸，造成一次電流I在此分成I1及I2兩個(gè)電流(I=I1+I2)，其中I1流過(guò)外導(dǎo)電體，產(chǎn)生磁通，但I(xiàn)2流過(guò)殼體，不產(chǎn)生磁通及二次電流變換，造成整體二次電流同比變小。

3.3 驗(yàn)證電流互感器分流原因

打開(kāi)C1和C2接線板螺栓連接，取下C1和C2間導(dǎo)電板時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)電板與C2接線板間存在很大的連接應(yīng)力，應(yīng)力方向朝向殼體側(cè)，經(jīng)仔細(xì)觀察，應(yīng)力產(chǎn)生原因?yàn)閷?dǎo)電板加工尺寸、折彎角度與C2接線板的接線面不配合造成。此問(wèn)題在設(shè)備驗(yàn)收、初投時(shí)尚未表現(xiàn)，無(wú)法發(fā)現(xiàn)，但隨著后期設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，負(fù)荷增大、溫度變化等因素影響，造成該連接板應(yīng)力作用效果逐漸體現(xiàn)甚至作用加劇(C1和C2間導(dǎo)電板為銅排，熱脹冷縮效應(yīng)明顯)，最終造成C2接線板被擠壓向一側(cè)發(fā)生偏移(正常相該間隙距離也僅為5mm)，與殼體法蘭螺栓接觸，產(chǎn)生一次分流結(jié)果。

4.電流互感器分流故障處理

現(xiàn)場(chǎng)將A相C2接線板抱箍松開(kāi)后向外側(cè)移動(dòng)5mm(恢復(fù)原位)并重新緊固，然后將C1和C2間導(dǎo)電板折彎角度進(jìn)行了重新調(diào)整，保障其與C2接線板的接線面配合良好，恢復(fù)一次接線并重新進(jìn)行變比試驗(yàn)(其他兩相也進(jìn)行相應(yīng)檢查及緊固)，結(jié)果正常。

為保證設(shè)備在后期運(yùn)行中不重復(fù)發(fā)此類問(wèn)題，設(shè)備在新疆高溫差地區(qū)安全穩(wěn)定運(yùn)行，結(jié)合設(shè)備停電檢修機(jī)會(huì)，對(duì)此類設(shè)備C2接線端與罐體法蘭間加裝10mm厚聚四氟乙烯環(huán)形絕緣墊圈(白色)，避免在氣象環(huán)境及變比調(diào)整中造成主變保護(hù)告警或誤動(dòng)的重大安全隱患，改造后的實(shí)物圖見(jiàn)圖7。

5.取得的經(jīng)驗(yàn)及對(duì)以后工作的啟示

加強(qiáng)設(shè)備結(jié)構(gòu)原理學(xué)習(xí)，該結(jié)構(gòu)形式電流互感器出現(xiàn)問(wèn)題，我們分析應(yīng)為設(shè)備設(shè)計(jì)缺陷，其C1和C2間導(dǎo)電銅板很長(zhǎng)(連接板為銅質(zhì)，總長(zhǎng)近2.4米，寬厚80×8mm，見(jiàn)附圖6)，溫度變化引起的熱脹冷縮效應(yīng)將造成對(duì)兩側(cè)CT接線板連接應(yīng)力發(fā)生很大變化；同時(shí)，其C2接線板與殼體法蘭螺栓間正常僅5mm的間隙過(guò)小，難以滿足其C1和C2間導(dǎo)電銅板因設(shè)備負(fù)荷及環(huán)境溫度變化造成應(yīng)力變化產(chǎn)生的位移范圍，同時(shí)，故建議如下：

5.1 對(duì)新投運(yùn)設(shè)備，要求制造廠進(jìn)行校核改進(jìn)

5.1.1 應(yīng)對(duì)C1和C2間導(dǎo)電銅板在兩側(cè)折彎處加裝軟連接，避免過(guò)大應(yīng)力產(chǎn)生。

5.1.2 將C2接線板與CT外殼間絕緣墊圈截面積增大，厚度也增大，使C2接線板與CT外殼有效隔離；

5.2 對(duì)在運(yùn)設(shè)備加強(qiáng)巡視，并根據(jù)地區(qū)氣溫進(jìn)行校核

新疆地區(qū)冬夏溫差變化很大，互感器C2接線板與CT外殼間目前5mm的間隙能否滿足屆時(shí)的環(huán)境溫度及負(fù)荷溫升的綜合影響，目前尚難確定，故提前完成改造方案，并提供足額改造后絕緣墊圈及連接板（加裝軟連接后的）并提供現(xiàn)場(chǎng)更換墊圈的可行性方案，以便設(shè)備出現(xiàn)異常或停電檢修時(shí)逐個(gè)更換。

5.3 修編至標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)書，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)分享

將該問(wèn)題修編至SF6氣體絕緣電流互感器安裝驗(yàn)收、定檢維護(hù)、變比調(diào)整工作的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)書中，避免發(fā)生因電流互感器一次分流造成保護(hù)誤動(dòng)事故。

6.結(jié)束語(yǔ)

SF6氣體絕緣型電流互感器技術(shù)已經(jīng)成熟，并且普遍用于超高壓電網(wǎng)，新疆5個(gè)750kV變電站220kV及66kV皆采用此結(jié)構(gòu)電流互感器，通過(guò)此文分析，讓從事相關(guān)技術(shù)管理及檢修人員熟悉結(jié)構(gòu)原理，掌握驗(yàn)收調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)中的難點(diǎn)，優(yōu)化改進(jìn)設(shè)備的設(shè)計(jì)，避免此類問(wèn)題發(fā)生而造成保護(hù)誤動(dòng)，繼而造成大面積停電事故。

[1]南陽(yáng)金冠電器有限責(zé)任公司.LVQB-220W3型電流互感器安裝使用說(shuō)明書.v1.0；

[2]張立成,李洪淵,廖凱.變電一次設(shè)備典型案列匯編[M].新疆電力公司超高壓公司,2012.