电容式电压互感器二次电压异常浅析

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1、电容式电压互感器二次电压异常浅析内蒙古超高压供电局魏阿明王柯摘要：近年来在220kV、500kV等大型变电站母线和线路上普遍使用电容式电压互感器，但由于受设计制造经验、工艺水平和原材料等多种因素的限制，作为承受高电压的电容分压器，介质击穿不仅会影响测量准确度，更严重的有可能造成爆炸、伤人的恶性事故，运行中如不能及时发现异常情况，就会影响电网的安全运行。关键词：电容式；电压互感器；运行；监视。引言电容式电压互感器（CapacitorVoltageTransformer，以下简称CVT）相对于电磁式电压互感器而言是一种

2、较新型产品，由电容分压器（包括主电容器C1,分压电容器C2）、中间变压器（T）、补偿电抗器L、保护装置F及阻尼器D等元件组成，它利用电容分压器将输电电压降到中压（10〜20kV）,再经过中间变压器降压到100V或100/V供给计量仪表和继电保护装置。CVT具有造价低、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，近几年在电力系统中应用的数量H益增加。木文对一台运行在220RV母线上的CVT二次电压在日常测量中发现数据变化异常，经比较分析试验结果为部分电容击穿，为此提出现场运行人员如何尽早发现C

3、VT类似故障，确保设备安全运行进行探讨。一故障现象2013年1月3日凌晨1时，500kV某某变电站220kV2号母线BP-2B母差保护电压回路断线告警，经运行人员检查2号母线B相电压偏高，一次相电压达152.499kV；B相二次四组线圈（测量、计量、保护、开口三角）均比A、C相电压高5V,零序电压3U0为5.82V,经汇报后，1月3日13时43分220kV2号母线间隔由运行转检修。该设备为大连互感器有限公同2010年8月12H生产，型号为TYD220/-0.01H。现场电压互感器外观良好，二次冋路无异常，试验数据如

4、表1、表2所示。经技术人员仔细复测、比较、分析，认为该相CVT内部异常可能性极大，汇报主管部门及领导后，紧急停用检查以进一步论证，该CVT为2010年6月产品，于2010年10月13日投入系统运行。结构原理图如图一：Cl、C2-高压、中压电容；T-中压变压器；L-补偿电抗器；F-保护装置；D-阻尼器；la、In-主二次绕组1号；2a、2n-主二次绕组2号；da、dn-剩余电压绕组图一CVT结构原理图该CVT停役后，经相关技术人员检查试验发现：B相电压互感器C12电容值变大且超标达+21.64%（规程要求不超-5%〜

5、+10%）,冋吋发现A电压互感器C11、C2介损超标（规程要求不超过2%）,于是只能更换-台新的CVT,并将该相CVT运冋解体检査，进一步剖析引起电容击穿的原因。二故障情况及现象分析电容式电压互感器在电力系统中的应用非常广泛，作为承受高电压的设备，运行过程中可能会出现各种异常情况。2004年度，国家电网公司委托中国电力科学研宄院高压研宄所对国网公司系统110kV及以上电压等级互感器的事故与障碍作过统计分析，全公司在运（llOkV、220kV、330kV、500kV电压等级）CVT共计29490台，全年损坏事故5台次

6、（220kV的CVT为4台次，500kV的CVT为1台次），年损坏事故率为0.017%,比2003年上升0.0005个百分点。损坏的原因，因制造质量不良的，国产220kVCVT为2台次和国产500kVCVT为1台次;因谐振过电压引起的，国产220kVCVT为1台次;由于雷电过电压而造成损坏的，国产220kVCVT为1台次。据统计资料，2004年度，通过现场运行、管理人员的认真巡视以及预防性试验，及吋发现并消除了大量互感器异常。由CVT结构原理图可知，正常运行时，CVT整台承受系统电压，经Cl、C2分压后，由T变压输

7、出相应的电压供保护、测量装置。一般情况下，分压电容器C2和汕箱电磁单元承受的额定电压为10〜20kV。初略分析可知，如C2内部部分电容被击穿短路，会造成C2的电容量增人，若C1电容基本不变，则运行中C2分压的电压(T的一次侧电压)将减少，从而造成T2二次侧输出降低;反之，若C1内部部分电容被击穿短路，会造成C1的电容量增大，若C2电容基本不变，同理运行中C1分压的电压将减少，在母线实际电压基本稳定不变的情况下，C2上将分得更大的电压(T的一次侧电压)从而造成T2二次侧输出升高。当然，也有其他原因可能会引起CVT二次

8、电压的异常出现，例如：(1＞二次电压波动：引起的主要原因可能为，二次连接松动;分压器低压端子未接地或未接载波线圈;电容单元可能被间断击穿的;铁磁谐振引起。(2)二次电压低：引起的主要原因可能为，二次连接不良;电磁单元故障或电容单元C2损坏。(3)二次电压高：引起的主要原因可能为，电容单元C1损坏;分压电容接地端未接地。(4＞开口三角形电压异常升高：引起的主要