一起母線電壓互感器的故障分析

袁守成YUAN Shou-cheng

（朔州供電公司，朔州036002）

0 引言

電容式電壓互感器 (Capacitor Volt-age Transformer,CVT)是電力系統重要的輸變電設備,在電網中可將一次電壓信息傳遞給測量、保護和控制裝置。由于CVT制造工藝簡單、運行可靠性高,因此在我國電力系統得到廣泛應用。隨著CVT的大量使用，在運行中也會出現一些問題，主要表現在運行中二次電壓異常或電容分壓器介損超標，及時分析故障原因，能有效避免設備故障擴大。

1 運行概述

表1 向陽堡220kV母線電壓測試報告

①PT并列后分別斷開東西母PT二次小開關，測量PT輸出電壓無變化，后臺東、西母電壓保持一致；②檢查二次中性線N600接地良好，接地零序電流為12mA，不存在PT二次中性線多點接地；③通過OPEN3000查看其它220kV站內母線電壓均正常。

從母線電壓測試數據看，若排除了一次側可能存在的不平衡及二次接線問題，則有可能是電壓互感器引起。

2 試驗診斷

2.1 有無故障診斷 9月25日高壓試驗人員對向陽堡變電站220kV母線電壓互感器進行了停電試驗，發現220kV東母B相電壓互感器介損值0.52%，220kV西母C相電壓互感器介損值0.77%，超過標準（見表2），與以前的測試數據(見表3)及出廠試驗數據對比，介損異常變大，中節電容量也發生變化，則初步認為該互感器可能存在故障。

表2 介損測試報告

表3 歷年測試數據

2.2 故障排查 ①絕緣油受潮的排查。9月26日，化驗專業人員對這兩組電壓互感器進行了絕緣油分析，色譜數據正常，同時微水試驗也在合格范圍，排除了油受潮的可能性。②環境影響因素的排查。9月25日的測試溫度符合規程所規定的測試溫度20℃，測試濕度也符合規程所規定的測試濕度，所以能夠排除溫度與濕度的影響。③臟污影響的排查。在進行高壓試驗之前，檢修工作人員已對電壓互感器進行仔細的清理，在試驗之后，檢修人員又對互感器進行了第二次清理，再次高壓試驗，tanδ值不變，故排除臟污影響。

3 故障分析

3.1 故障原因分析 互感器tanδ值超標，根據電容式電壓互感器的結構和工作原理分析，可以知道，最容易出現問題的就是電容分壓部分。電容分壓器固體介質是膜紙復合介質，其介損主要取決于電容器紙，即與紙的成分、紙中存在的無機雜質及其加工過程中加入的添加劑等有關。紙的占積率、電容分壓器設計場強、額定電壓、額定電容、瓷套管質量缺陷、真空干燥處理工藝等都將影響介損的測試值。根據缺陷情況及測試數據，并考慮到出廠日期和實際投運的時間段，初步分析認為，可能是由于制造工藝把關不嚴，少量的幾只電容單元受潮或電容器極板間出現間隙或氣泡時，正常工作電壓下薄弱點承受過高電場，造成局部放電，逐步惡化導致電容單元擊穿，從而引起二次輸出電壓異常變化。

3.2 故障程度推測 電容分壓部分由多個相同參數的單個電容元件串聯組成，一般一節為90多個電容元件，每個電容元件上所承受的電壓都一樣，而個別電容單元的擊穿，將引起該節電容量的增大。考慮到實測試驗數據中電容量變化不大，可以初步估計被擊穿的電容單元為1-2個。

4 處理情況

為了避免故障的擴大，甚至發展成事故，廠家認為該兩臺設備應返廠解體檢查。在9月29日，變電檢修督察組對220kV東母B、C相電壓互感器進行更換，將更換下的220kV東母C相電壓互感器更換至220kV西母C相電壓互感器。更換后跟蹤記錄220kV東西母電壓顯示數值，220kV東西母電壓各相誤差在0-0.46kV之間，未超過1%，符合規定要求。

5 預防措施

為了保證CVT設備在電網安全穩定運行，針對該起故障，提出如下防范措施：①設備制造廠在制造過程中要嚴把質量和工藝關，在制造工藝中應有針對性的措施；投產前，使用單位要把好交接驗收關，對220kV及以上的電容式電壓互感器，必要時進行局部放電測量，同時還應進行二次繞組絕緣電阻、直流電阻測量，并將測量結果與出廠值和標準值進行比較，差別較大時應分析原因，絕對禁止不合格的互感器投入運行。②通過密切監視CVT二次電壓的變化情況來判斷CVT是否正常是一種簡單易行的有效方法，運行人員應加強電壓監視，完善運行記錄，當二次電壓異常時應立即退出運行并進行高壓試驗檢測，檢查設備介損和電容量狀況。③在日常維護時要加強巡視檢查。運行期間應經常檢查電容式電壓互感器的電氣連接及機械連接是否穩定可靠，不要使二次側短路，以避免短路引起保護間隙連續火花放電造成過電壓而損壞設備。對電容式電壓互感器，如發現滲油漏油、壓力指標下降或介損增長時時應停止使用，盡快予以處理或更換，避免發生事故。

[1]翟兆艮主編.變配電技術[M].中國鐵道出版社,1998.

[2]華玉興編著.電力設備運行與維護[M].中國鐵道出版社,1995.

[3]張炳波.110kV電壓互感器爆炸事故分析[J].電力設備,2006(03).