麻震爍 張金祥 駱立實 夏巖松 陳習文

（國網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司，北京 102488）

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一起220kV線路CVT二次接地缺陷的發(fā)現(xiàn)及原理分析

麻震爍 張金祥 駱立實 夏巖松 陳習文

（國網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司，北京 102488）

結(jié)合一起220kV線路CVT停電檢修試驗實例，通過原理分析，發(fā)現(xiàn)并解決了其存在二次刀閘拉開之后二次側(cè)無接地點的缺陷?？偨Y(jié)出應(yīng)在設(shè)備投運前的驗收階段及現(xiàn)場例行停電檢修階段，加強對CVT二次接地狀況檢查的重要性及措施。

變電站；電容式電壓互感器；介損試驗；二次接地

電容式電壓互感器（CVT）由電容分壓器（包括主電容C1，分壓電容C2）、中間變壓器（T）、補償電抗器（L）、保護裝置F及阻尼器R0等元件組成。它利用電容分壓器將輸電電壓降到中壓（10～20kV），再經(jīng)過中間變壓器降壓到100V或供給計量儀表和繼電保護裝置使用［2］。相對于傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器而言，其兼有電壓互感器和電力線路載波耦合裝置中的耦合電容器兩種設(shè)備的功能，在實際應(yīng)用中能可靠阻尼鐵磁諧振，因而在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛。

在對電力系統(tǒng)設(shè)備停電開展例行檢修試驗時，對電容式電壓互感器，需要開展電容分壓器絕緣電阻、電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)等試驗項目［1-4］。對電容分壓器進行電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)測試時，由于中間變壓器一次側(cè)一般在瓷套上無開孔引出，對于下節(jié)電容的測量，需要采用自激法進行。本文結(jié)合一起220kV線路CVT自激法電容量試驗實例，發(fā)現(xiàn)該 CVT存在二次刀閘拉開之后二次側(cè)無接地點的缺陷，對發(fā)現(xiàn)的問題通過原理分析及實際檢驗得到了證實。經(jīng)過處理后，接地恢復，避免了在停電檢修過程中，CVT二次可能感應(yīng)過高電壓而給設(shè)備及檢修人員安全帶來的風險。

1 現(xiàn)場情況

某日，我公司220kV線路停電檢修試驗，該線路A相CVT為新東北電氣電力電容器有限公司產(chǎn)，設(shè)備型號為：TYD220/3-0.005H，2010年4月出廠，額定電壓為220/3kV，額定變比為220/3/0.1/3/0.1kV，二次側(cè)包含主二次繞組1a1n和剩余電壓繞組dadn，2010年12月10日投產(chǎn)運行。該CVT屬一體式結(jié)構(gòu)，由兩節(jié)瓷套外殼的電容分壓器和安裝在下部油箱的電磁單元兩部分構(gòu)成，其中，高壓電容 C11安裝在第一節(jié)瓷套內(nèi)，高壓電容 C12和中壓電容C2共裝在第二節(jié)瓷套內(nèi)。其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

圖1　電容式電壓互感器結(jié)構(gòu)原理圖

對該CVT開展例行試驗，試驗項目包括電容分壓器及中間變壓器的絕緣電阻試驗，及電容分壓器的電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)測試。對電容分壓器及中間變壓器進行絕緣電阻試驗，所得到的絕緣電阻數(shù)據(jù)見表1，均符合試驗規(guī)程要求。

表1　電容分壓器及中間變壓器絕緣電阻試驗數(shù)據(jù)

在對高壓電容及中壓電容進行電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)測試時，所采用的儀器為上海思創(chuàng)電器產(chǎn)HV9003B型介質(zhì)損耗測試儀，對位于第一節(jié)瓷套內(nèi)的高壓電容C11進行測量時，C11頂端經(jīng)一次引線接地，儀器采用低壓屏蔽反接線法，測量電壓10kV，屏蔽掉測量過程中流經(jīng) C12的電流，測得高壓電容C11的電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ11見表2。

表2　電容分壓器電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)測試數(shù)據(jù)

由于C12和C2共裝在第二節(jié)瓷套內(nèi)，且中間變壓器一次側(cè)在瓷套上無開孔引出，對于下節(jié)兩只電容的測量，采用自激法，由剩余電壓繞組dadn端加壓，試驗電壓 2kV，在儀器接好線，檢查無誤后加壓測量時，儀器面板給出指示“測量失??！被試側(cè)短路！”，使測量中止，如圖2所示。

圖2　測量CVT下節(jié)兩只電容時儀器面板報錯

對于該儀器面板指示，經(jīng)過仔細檢查現(xiàn)場試驗環(huán)境及儀器接線情況，并未發(fā)現(xiàn)有任何異?，F(xiàn)象。

2 對問題的原理分析

在采用自激法測量該 CVT下節(jié)兩只電容的電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)時，對測試儀器面板報錯內(nèi)容進行分析，上海思創(chuàng)產(chǎn)HV9003B型介質(zhì)損耗測試儀面板示意圖如圖3所示。

圖3　HV9003 B型介質(zhì)損耗測試儀面板示意圖

采用自激法測量該CVT下節(jié)兩只電容C12和C2的電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)原理圖如圖4和圖5所示。

如圖4和圖5所示，圖中左邊虛線框中的電路為儀器內(nèi)部的測量回路，右邊虛線框表示CVT電磁單元位于底部油箱中。

由圖4和圖5可知，采用自激法測量該CVT下節(jié)兩只電容，是從 CVT剩余電壓繞組施加激勵電壓，利用中間變壓器T的電磁感應(yīng)原理，一次側(cè)感應(yīng)電壓，施加電壓2kV從高壓側(cè)測量，利用該電壓進行試驗。

圖4　自激法測量C12、tanδ12原理圖

圖5　自激法測量C2、tanδ2原理圖

對于上海思創(chuàng)產(chǎn)HV9003B型介質(zhì)損耗測試儀，如圖3所示，其自激法所施加激勵電壓通過專用自激電源線由儀器面板“CVT測試電壓”端引出，接至CVT剩余電壓繞組“da”端，儀器默認剩余電壓繞組“dn”端接地，因此，dadn端所加激勵電壓即為“da”端與“地”端的電壓。

倘若剩余電壓繞組“dn”端未接地，即其處于懸空狀態(tài)，則自激法所施加實際激勵電壓等值電路如圖6所示（圖中只簡畫出所施加電壓的剩余電壓繞組），從該圖中可以看出，“dn”端由于懸空，與“da”端等電位，這與將“da”與“dn”短接后加壓效果相同，造成儀器內(nèi)部識別并給出“被試側(cè)短路！”的判據(jù)。

圖6　“dn”端懸空時施加激勵電壓的等值電路

3 實際檢驗及總結(jié)

在經(jīng)過初步分析之后，試驗人員對原理分析結(jié)果進行了檢驗，通過萬用表對中間變壓器二次側(cè)各繞組抽頭接地狀況進行檢查，果然發(fā)現(xiàn)中間變壓器主二次繞組和剩余電壓繞組四個引出端1a、1n、da、dn均處于懸空狀態(tài)。

對該問題，結(jié)合二次圖紙與現(xiàn)場實際接線對CVT二次進行檢查，CVT二次回路如圖7所示（僅畫出dadn繞組）。

圖7　二次圖紙中CVT二次回路圖

而現(xiàn)場實際CVT二次接線情況如圖8所示。

圖8　現(xiàn)場實際CVT二次接線

對比圖7和圖8，發(fā)現(xiàn)實際接地點位于CVT二次刀閘保護裝置側(cè)，且由于實際所用二次刀閘 4K為雙極刀閘，在斷開之后，二次繞組無接地點。

在發(fā)現(xiàn)該問題后，通過更換二次刀閘，并對回路進行改造，保障改后的實際回路與二次圖紙相符，缺陷順利消除。而后，經(jīng)過測量，得出CVT下節(jié)兩只電容C12和C2的電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)，見表3。

表3　C12和C2的電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)測試數(shù)據(jù)

經(jīng)過測量所得的 CVT所有試驗數(shù)據(jù)均符合規(guī)程要求，試驗過程順利結(jié)束。

通過該實例可以看出，現(xiàn)場所用二次刀閘與圖紙所示不符且未按圖紙所示位置設(shè)定二次接地點，是造成該 CVT二次刀閘拉開之后，失去接地的原因。在CVT停電檢修過程中，由于二次側(cè)已無接地點，當對二次繞組進行檢修試驗時，有可能因附近高壓帶電體使得二次感應(yīng)過高電壓而給設(shè)備及檢修人員安全帶來的風險。

因此，需要在 CVT驗收階段或停電檢修試驗時，加強對二次接地狀況的檢查，留心當二次刀閘拉開之后，二次側(cè)是否失去接地。應(yīng)將現(xiàn)場二次回路元件接線情況及所設(shè)置接地點位置與二次圖紙對照比較，檢查二者是否一致；同時，用萬用表測量二次端子與地之間的導通或電阻，當導通指示信號聲響或接地電阻為 0，證明二次接地良好，否則，應(yīng)盡快查明原因。

4 結(jié)論

一般，CVT中間變壓器各二次繞組在運行中均有且僅有一點（1n、dn）接地，但在停電檢修時，運維人員在倒閘操作中需要拉開CVT二次刀閘，避免在檢修過程中二次側(cè)串電給檢修人員帶來危險。但是，倘若在刀閘拉開之后CVT失去二次接地，就有可能在檢修中由于二次感應(yīng)過高電壓而給設(shè)備及檢修人員安全帶來風險。所以，不管CVT是否運行，對二次接地位置及接地狀況的檢查至關(guān)重要。不論是在設(shè)備交接驗收或是在運維檢修階段，都應(yīng)該加強對該類問題的檢查。

［1］陳化鋼. 電力設(shè)備預防性試驗方法及診斷技術(shù)［M］.北京：中國科學技術(shù)出版社，2001.

［2］駱明川. 一起220kV母線CVT缺陷分析及預防措施［J］. 電工技術(shù)，2010（3）：43，54.

［3］張金祥，黃德順. 淺析電容式電壓互感器二次電壓偏高現(xiàn)象［J］. 高電壓技術(shù)，2006，32（1）：115-116.

［4］DL/T 474.5—2006. 現(xiàn)場絕緣試驗實施導則. 介質(zhì)損耗因數(shù) tanδ 試驗. 中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布

［5］倪學鋒，盛國釗，林浩. CVT使用中應(yīng)注意的幾個問題［J］. 高電壓技術(shù)，2002，28（4）：18-20.

［6］康建軍. 一起電容式電壓互感器誤接線引起的保護誤動的分析及防范措施［J］. 科技信息，2009（29）：1031-1032.

Discovery and Principle Analysis of the Grounding Fault of Secondary Circuit of A 220kV Line CVT

Ma Zhenshuo Zhang Jinxiang Luo Lishi Xia Yansong Chen Xiwen
（Maintenance Company of State Grid Jibei Electric Power Company Limited，Beijing 102488）

According to a case of maintenance and test after the outage of a 200kV line CVT，by using principle analysis，discovery and settlement of the fault of no grounding point is made when the secondary circuit switch-disconnector is broken. It is important to check up the grounding of the secondary circuit of the CVT which is either in acceptance or outage stage for maintenance. The measures to check up the grounding of the secondary circuit of the CVT are concluded in this paper.

substation； CVT； test of tanδ； grounding of secondary circuit

麻震爍（1984-），男，陜西省西安市周至縣人，碩士研究生，工程師，主要從事電氣設(shè)備絕緣監(jiān)督方面的技術(shù)管理及變電站一次設(shè)備高壓電氣試驗與診斷工作。