摘 要：電容式電壓互感器（以下簡(jiǎn)稱“CVT”）是發(fā)電廠和變電站具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的電氣設(shè)備，兼具電壓互感器和電力線路載波耦合裝置多種功能的電氣設(shè)備。本文首先對(duì)故障情況與設(shè)備配置進(jìn)行分析，然后對(duì)故障原因分析及驗(yàn)證進(jìn)行討論，并提出了有效的預(yù)防措施，有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：介質(zhì)損耗；電容器配件；放電

中圖分類號(hào)：TM451.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0101-02

1 故障情況與設(shè)備配置

華電新疆發(fā)電有限公司紅雁池電廠，裝機(jī)容量4×200MW共4臺(tái)燃煤發(fā)電機(jī)組，1、2號(hào)機(jī)組使用的是北京重型電機(jī)廠生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)，3、4號(hào)機(jī)組使用的是哈爾濱廠生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)，總裝機(jī)容量達(dá)80OMW。CVT用的是西安電力電容器廠生產(chǎn)的型號(hào)為：TYD2220/3-0.01H電容式電壓互感器，額定一次電壓：220/3kV，額定電壓因數(shù)：1.5U30s絕緣水平：440/1056kV，額定容量：0.01μF，總重量：982kg，出廠日期：1998年8月。

華電新疆發(fā)電有限公司紅雁池電廠220kV變電站I母母線CVTA相于1999年投運(yùn)。2016年4月運(yùn)行值班員發(fā)現(xiàn)I母母線電壓互感器電壓比其他兩條母線電壓升高5kV，通知電氣二次人員檢查，二次保護(hù)人員到變電站內(nèi)電壓互感器二次端子箱檢查發(fā)現(xiàn)A相二次電壓升高到65.3V，其他兩相二次電壓為57.7V。

1.1 電氣一次試驗(yàn)部分

2016年4月I母停電檢查二次回路未見(jiàn)異常后進(jìn)行高壓試驗(yàn)，測(cè)試其電容量及介質(zhì)損耗，上節(jié)耦合電容器C12正接線測(cè)量，下節(jié)采用自激磁法測(cè)量C11、C2（見(jiàn)圖1）。

測(cè)量前T的末端接地，二次繞組開(kāi)路，接上R，然后通過(guò)dadn施加電壓，為防止自激磁法測(cè)量中損壞CVT，測(cè)量C時(shí)所加電壓按Udadn=2000/（13000/100）=15.38V計(jì)算值取2kV。試驗(yàn)采用濟(jì)南泛華AI6000E型自動(dòng)電橋，一次電壓手動(dòng)設(shè)置為2kV，為防止諧振出現(xiàn)過(guò)流故障，電流設(shè)置為10A，二次電壓設(shè)置為20V。測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

通過(guò)表1發(fā)現(xiàn)C11電容量明顯增大，介損并無(wú)增大，電容量與出廠對(duì)比已增加了13.8%，表明有CVT內(nèi)部有電容擊穿故障。測(cè)量時(shí)可看到CVT的下節(jié)有滲油，初步分析220kV變電站I母母線CVTA相下節(jié)套管密封破壞，電容分壓器的絕緣油緩慢滲漏到外部和電磁單元油箱中導(dǎo)致上部電容器單元逐步缺油受潮而擊穿[1]。

1.2 油化試驗(yàn)部分

同時(shí)，為進(jìn)一步分析確定電壓互感器內(nèi)部故障狀態(tài)，聯(lián)系化學(xué)人員對(duì)電壓互感器下部及電容芯部分絕緣油進(jìn)行了試驗(yàn)分析。從充油電氣設(shè)備色譜分析報(bào)告可以發(fā)現(xiàn)：電容芯部分絕緣油水分含量較高，已超過(guò)規(guī)程規(guī)定值，下部含水量正常，考慮到互感器上下部分使用的絕緣油一般情況下是同批次的，所有油質(zhì)應(yīng)該相差不大，即便因?yàn)殡妷旱燃?jí)、運(yùn)行環(huán)境不一樣，也不太可能出現(xiàn)這么大的偏差。還有油介損分析，電容芯部分（溫度90℃）介質(zhì)損耗值是3.2%，電容芯部損耗較大，綜合分析可能受潮，存在氣泡，導(dǎo)致油介損值偏大。在看I母母線CVTA相下部油箱，通過(guò)油色譜發(fā)現(xiàn)，CVTA相下部油箱油色譜氫氣超標(biāo)嚴(yán)重，同時(shí)絕緣油各項(xiàng)均超標(biāo)，特別是乙炔含量超標(biāo)嚴(yán)重，懷疑下部同時(shí)存在過(guò)熱放電的現(xiàn)象。

2 故障原因分析及驗(yàn)證

2.1 電容式電壓互感器原理

電壓互感器（以下簡(jiǎn)稱“CVT”）總體上可分為電容分壓器和電磁單元兩大部分。電容分壓器由電容C1及C2電容組成，電磁單元?jiǎng)t由中間單元變壓器、電抗器及過(guò)壓保護(hù)裝置、阻尼線圈等組成，如圖2所示。

2.2 計(jì)算驗(yàn)證與結(jié)論分析

測(cè)試表明發(fā)生異常后，電壓互感器上、下兩節(jié)的C11部分總電容。實(shí)際測(cè)量的二次電壓65.3V比其他正常運(yùn)行二次電壓57.7V增加了13.2%左右接近，表明測(cè)量過(guò)程與結(jié)果正確。

電容式電壓互感器（以下簡(jiǎn)稱“CVT”）是發(fā)電廠和變電站有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的電氣設(shè)備，兼具電壓互感器和電力線路載波耦合裝置多種功能的電氣設(shè)備。在實(shí)際使用中，能可靠阻止發(fā)生電氣設(shè)備的鐵磁諧振。電容式電壓互感器下節(jié)套管密封破壞，電容分壓器的礦物油緩慢滲漏到下部電磁單元油箱中，導(dǎo)致上部電容器單元逐步缺油，空氣水分進(jìn)入。測(cè)量中C11電容量增大，下部的C2部分由于仍浸在絕緣油中，其絕緣性能仍保持完好，無(wú)電容器元件擊穿，介損增加很少，與測(cè)量結(jié)果吻合[2]。

由此得出，在該臺(tái)電壓互感器的下節(jié)中，C11部分未擊穿元件僅占C11′元件總數(shù)的13.8%，但由于上節(jié)分壓承擔(dān)著系統(tǒng)主要電壓的作用，而未發(fā)生事故。對(duì)最下節(jié)電容分壓器，由于電容分壓器中的密封由于長(zhǎng)時(shí)間的溫度變化，導(dǎo)致橡膠密封圈損壞，部分絕緣油滲漏到外部，還有就是空氣中的水分進(jìn)入到絕緣油中，絕緣油受潮，氫氣含量增大。下部雖然無(wú)電容，但中間變壓器單元在長(zhǎng)期的溫度變化中，橡膠密封圈同樣失效，導(dǎo)致受潮，由于上部分壓電容的增大，上部分壓電容分的電壓減少，下部電磁單元電壓升高，導(dǎo)致出現(xiàn)間歇式放電，出現(xiàn)少量的乙炔。此典型案例表明：通常CVT故障過(guò)程較緩慢，通過(guò)試驗(yàn)分析可及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，特別是電氣元件擊穿故障，故一旦二次電壓三相不平衡，應(yīng)及時(shí)檢測(cè)CVT的電容值及介損值，就能發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。

3 預(yù)防措施

（1）加強(qiáng)對(duì)同批次電壓互感器進(jìn)行停電篩查，對(duì)發(fā)現(xiàn)有異響、油位不正常、二次電壓長(zhǎng)期不平衡的互感器，及時(shí)采取停電的控制，并分析電容量的變化情況，對(duì)發(fā)現(xiàn)異常的互感器及時(shí)處理。

（2）加強(qiáng)紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，2016年9月對(duì)I母母線電壓互感器A相進(jìn)行了更換，投運(yùn)前的電氣交接試驗(yàn)正常及化學(xué)油色譜分析無(wú)異常。投運(yùn)后，母線電壓與其它兩條母線電壓值一致，設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。為了保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，2017年對(duì)I母母線電壓互感器其它兩相同樣進(jìn)行更換。

參考文獻(xiàn)

[1]馬朝華.電容式電壓互感器暫態(tài)特性研究[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2007.

[2]徐長(zhǎng)海，王靜君.一起35kV電容式電壓互感器二次電壓異常升高故障分析[J].江蘇電機(jī)工程，2014（03）：10～11+14.

收稿日期：2018-8-4

作者簡(jiǎn)介：丁永國(guó)（1983-），男，黑龍江訥河人，大專，從事電氣檢修技術(shù)工作。