關于220kV電容式電壓互感器二次繞組失壓故障診斷分析

田超群，劉永君（平高集團有限公司，河南 平頂山 467001）

關于220kV電容式電壓互感器二次繞組失壓故障診斷分析

田超群，劉永君
（平高集團有限公司，河南 平頂山 467001）

在72.5～800kV電力系統中，電容式電壓互感器得到了廣泛應用，但是該設備一旦產生故障，就容易導致大面積停電，從而給人們的生產生活帶來影響?；谶@種認識，本文對某電站一次電容式電壓互感器的二次繞組失壓故障進行了分析，具體對故障的診斷過程展開了論述，并且提出了故障的預防對策，從而為關注這一話題的人們提供參考。

220kV；電容式電壓互感器；二次繞組；失壓故障診斷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.138

0　引言

電壓互感器是輸電線路中最基本和最重要的檢測設備之一，不同于電磁式電壓互感器，電容式電壓互感器具有結構簡單、重量輕、絕緣可靠性高、維護工作量少和抗電磁干擾等多方面的優勢，所以在電力系統中得到了廣泛應用。但在實際運行過程中，電容式電壓互感器也比較容易出現二次繞組失壓故障，以至于給電力系統的安全運行帶來了一定的威脅。因此，有必要對該類故障的診斷問題展開分析，以便更好的進行電容式電壓互感器的應用推廣。

1　失壓故障現象

以江西九江某電站為例，電站運行值班在巡檢的過程中發現，其220kV線路的母線A相電容式電壓互感器的二次繞組電壓為零。電站辦理工作票，安排檢修試驗人員對該互感器進行初步測試發現，其主電容和分電容的實測電容與設備名牌上的初始值的變化量不超過2%，并且介損正切值不超出0.5%。在此基礎上，將實測數據與設備投入運行前數據相比較發現，設備運行數據相比變化不大，因此可以認為電容式電壓干互感的主電容和分壓電容正常［1］。

2　故障的診斷分析

2.1故障的電氣診斷分析

（1）診斷過程。為分析互感器的二次繞組失壓故障，電站與廠家技術人員共同對互感器進行分析，利用自激法對分壓電容器的電容量和介損進行了測量。在電容器升壓的過程中，二次繞組電流在較短時間內達到了整定值10A，而電壓此時為0.2kV。在電流達到整定值后，電壓將保持不變。但是，設備的試驗電壓為0.5kV。在常規測試中，當電壓達到0.5kV時，電流應該為4A。所以可以認為，A相中間變壓器可能存在一定的問題。為進一步進行故障的排查，還要對A相中間變壓器開展變比試驗和電阻測量［2］。

（2）診斷結果。通過測試發現，A相中間變壓器一次對二次及地的絕緣電阻為0.9MΩ。但是檢測B相則發現，其絕緣電阻為400MΩ。所以，結合出廠試驗報告的絕緣電阻數據，從檢測結果可以看出，A相中間變壓器的絕緣電阻已經被擊穿。再從變比試驗結果上來看，A相實際測量變比為3849，而額定變比則為1270，所以A相變比產生了較大的偏差。對比分析B相可以發現，其變比為1257，與額定變比接近。因此可以確定，A相中間變壓器的電磁路失效。為不影響正常供電，對現場故障電壓及時進行了更換，故障互感器則返廠進一步分析。根據返廠進行的測試，結果與現場分析基本一致。

2.2故障的油化試驗分析

（1）試驗過程。為進一步分析導致A相中間變壓器失效的原因，對A相的電容式電壓互感器的中間變壓器開展油化分析試驗。中間變壓器由鐵心、一次繞組、二次繞組等組成，作為電磁單位的一部分，與補償電抗器及阻尼器一起放置在油箱當中。因油箱電磁單元由十二烷基苯浸漬，在試驗的過程中，需要進行油樣的獲取，然后對油樣開展耐壓試驗、微水含量測試和色譜分析。

（2）試驗結果。觀察耐壓試驗結果可以發現，油樣的擊穿電壓為14.8kV，比標準規定值40kV要低，所以可知油樣已經無法滿足耐壓需求。而分析油樣微水含量可以發現，相較于標準規定值，實際測量的油樣微水含量為420mg/L，是規定值的16.8倍。由此可以說明，變壓器的油已經嚴重進水，所以油的絕緣度將有所降低。此外，用氣相色譜儀觀察色譜分析結果可以發現，油樣中的氫氣含量遠遠超出了標準規定值。所以，中間變壓器可能出現高能量放電問題，以至于油樣會在高溫狀態下產生大量氣體。

之所以會出現高能放電問題，則可能是油受潮引起的。在油的絕緣度降低的情況下，中間變壓器的二次繞組將被高電壓擊穿，從而導致層間短路或匝間短路的問題出現。與此同時，中間變壓器也將對油箱放電，以至于造成二次繞組失壓。為驗證這一結論，可以觀察油樣中的C2H2含量。通過觀察發現，油樣中含有大量的C2H2，因此可以說明中間變壓器產生了電弧放電問題，以至于繞組絕緣被擊穿［3］。而該結論與電氣試驗得到的二次繞組及地絕緣降低的結論相吻合，并且油樣中也含有大量的一氧化碳和二氧化碳，所以說明繞組絕緣已經在放電產生的高溫下出現了碳化分解現象。

3　故障的預防對策

為對二次繞組失壓故障進行有效預防，需根據原因提高產品本身性能，并且做好投運后的檢測維護。

在檢測維護方面，有條件的電站可定期對電容式電壓互感器的電磁單元中的絕緣油樣進行取樣，然后對油樣進行色譜分析，以便及時發現電磁單元的放電或過熱問題。在平時巡檢的過程中，還要加強電容式電壓互感器的紅外線測試，通過將測試結果與設備額定參數向比較，則能夠幫助巡檢人員及時發現設備存在的問題。為避免因互感器故障引發電力事故，還要做好電站運行狀態的監控，及時根據監控的異常情況，結合錄波圖等進行分析診斷，并進行必要的巡查，一旦發現二次側輸出電壓異常，就要及時采取應急措施，以確保不會出現更多的問題。在條件允許的情況下，應該及早進行設備的更換。

4　結論

總之，在對電容式電壓互感器的二次繞組失壓故障進行診斷分析時，可以采取電氣試驗和油化試驗相結合的方式，以便對故障原因進行深入的分析，找出問題根源。因此，相信本文對220kV電容式電壓互感器二次繞組失壓故障的診斷問題展開的分析，可以為相關工作的開展提供指導。

［1］鄭云海，吳奇寶，高阿娜.一起110kV電容式電壓互感器二次失壓故障的診斷分析［J］.電氣應用，2013（09）：38-40+53.

［2］易冉，梁育雄，黃啟泰等.一起220 kV CVT二次失壓故障的分析與試驗［J］.電力電容器與無功補償，2014（05）：86-91+95.

［3］胡偉，王天一.電容式電壓互感器二次失壓故障的試驗分析［J］.電力電容器與無功補償，2011（02）：59-62.