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110kV母線電容式電壓互感器二次電壓異常分析與處理

倩倩 ? 來源:電氣新科技 ? 2020-01-23 14:25 ? 次閱讀
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電容式電壓互感器(CVT)是舟山電網(wǎng)使用比較廣泛的的一種電力設(shè)備。它由電容分壓器和中間電壓電磁單元組成,可兼顧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110kV及以上的系統(tǒng)中已經(jīng)逐步取代原有的線路電磁式電壓互感器,成為系統(tǒng)中不可缺少的一種設(shè)備。

隨著CVT的廣泛使用,運(yùn)行中也出現(xiàn)了一些問題,主要表現(xiàn)為運(yùn)行中二次電壓異?;蝾A(yù)防性試驗(yàn)中電容分壓器電容量和介損超標(biāo)。為深入查找CVT發(fā)生缺陷的原因,檢修試驗(yàn)人員對(duì)有問題的CVT進(jìn)行了試驗(yàn)分析和解體檢查,并探究了產(chǎn)生故障的原因。

故障現(xiàn)象

2010年5月浙江舟山某110kV電站,110kV付母C相壓變?cè)陔娋W(wǎng)正常運(yùn)行條件下,發(fā)生故障,二次電壓顯示值偏低。該電容式電壓互感器型號(hào)為TYD110/3-0.02H,生產(chǎn)日期2005年6月,為了便于進(jìn)行故障說明和分析,首先給出其電氣接線原理圖,如下:

圖1 電容式電壓互感器接線原理圖

該電容式電壓互感器的高壓電容C1(包含C11、C12兩個(gè)單元)、中壓電容C2以及安裝在下部油箱中的電磁單元組成,其電容量分別為:C11與C12串聯(lián)后組成C1電容量為0.0282μF,C2=0.06645μF,電磁單元中間變壓器的一次端B在C12與C2的中間抽頭處,三個(gè)二次繞組的接線端子1a,1n,2a,2n,da,dn,通過接線端子盒引出,N端子經(jīng)出線盒接地。

故障發(fā)生后,試驗(yàn)人員對(duì)這臺(tái)CVT進(jìn)行了預(yù)防性試驗(yàn),與歷史數(shù)據(jù)相比,發(fā)現(xiàn)它的C1電容量和tand正常,C2的電容量和tand卻明顯偏高,初步分析C2中有電容元件被擊穿。

電氣試驗(yàn)分析

由于設(shè)備比較笨重,移動(dòng)不方便,在停電后試驗(yàn)人員首先在現(xiàn)場(chǎng)拆掉引線對(duì)其做了常規(guī)例行試驗(yàn)。CVT的外觀無損傷痕跡,檢測(cè)電磁單元二次出線端對(duì)地絕緣、繞組間的絕緣,均大于5000MΩ,絕緣合格。隨后又對(duì)其高壓電容C1和中壓電容C2的電容量、tand進(jìn)行了測(cè)量。

采用相同的測(cè)試方法,使用儀器山東泛華AI6000-E電容介損測(cè)量?jī)x,測(cè)試數(shù)據(jù)與設(shè)備投運(yùn)前和上次預(yù)防性試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比C1 基本無變化,而C2的電容量和介損卻有明顯變化,誤差達(dá)到+6.5%。同時(shí)將故障相電容值與健全相的電容值進(jìn)行比較,部分試驗(yàn)結(jié)果如下表1所示:

表1 C1 、C2與歷史數(shù)據(jù)的比較

由上表可以看出故障相C2的電容量和介損與健全相相比變化很大,也與實(shí)際二次輸出電壓低的情況符合,我們懷疑故障相CVT二次輸出電壓低是由于C2部分電容元件被擊穿使電容量增大,而引起的二次分壓的改變。

CVT解體檢查

為了防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大,了解故障的真正原因,檢修人員現(xiàn)已更換了該付母C相壓變,并采取了相應(yīng)對(duì)策,對(duì)其進(jìn)行了解體檢查。在吊罩之后也對(duì)電容單元進(jìn)行了試驗(yàn),與吊罩前相比試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本無變化,說明該故障與CVT外罩、試驗(yàn)接線、雜散電容等的影響基本無關(guān)。

于是,檢修人員繼續(xù)解體檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)中壓電容C2的25片電容元件中最后兩層有明顯的放電燒傷痕跡,而C1 的各電容元件完好,這與電容量和介損的測(cè)量結(jié)果是一致的。由此,可以判定該CVT二次電壓低是由于C2的部分電容元件被擊穿引起的。解體檢查結(jié)果如下所示:

圖2 被擊穿的電容元件

防止對(duì)策

由上述分析可知,該CVT的中壓電容C2的25片電容元件只有兩片被擊穿,二次電壓下降約8.5% 。在二次電壓下降幅度不大時(shí),保護(hù)并不會(huì)動(dòng)作,不發(fā)生電壓回路斷線信號(hào),該CVT還可以繼續(xù)運(yùn)行。但是在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行壓力下,不但會(huì)引起較大的計(jì)量誤差,還可能導(dǎo)致更多的電容元件被擊穿,從而引起CVT的爆炸事故。

檢修人員建議,針對(duì)這一缺陷對(duì)該廠家同一類型的CVT做抽樣調(diào)查、跟蹤記錄,并沒有發(fā)現(xiàn)類似的情況,說明并不是家族性缺陷。檢修人員還設(shè)想在每相CVT的二次電壓回路接入保護(hù)裝置,通過計(jì)算三相相電壓的不平衡度并與標(biāo)準(zhǔn)值比較,加強(qiáng)監(jiān)視及時(shí)告警。

結(jié)束語

由于CVT設(shè)備的特殊性,目前在線監(jiān)測(cè)和預(yù)試工作還有待深入開展。為此,筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),提出以下建議:

(1)生產(chǎn)廠家應(yīng)加強(qiáng)CVT制造過程的控制,重點(diǎn)監(jiān)控電容元件的選擇與安裝工藝。

(2)檢修試驗(yàn)人員按照相關(guān)規(guī)程定期開展CVT的預(yù)防性試驗(yàn),如發(fā)現(xiàn)電容值的變化要認(rèn)真分析,根據(jù)實(shí)際情況必要時(shí)縮短試驗(yàn)周期。

(3)運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)CVT二次電壓的巡視,監(jiān)測(cè)異常數(shù)據(jù)并做出綜合分析。

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