某某變220kVI段母線電壓互感器B相因制造質量不良造成二次電壓異常的原因分析

李剛 孫偉 謝宏亮 乜志斌

【摘要】電壓互感器為電網安全運行的重要保障環節之一，在電壓互感器生產過程中反應出電壓互感器制造廠家在產品質量把控上的不足，產品沒有達到安全穩定運行的規定要求。說明其在生產環節存在漏洞，制造工藝把控不夠嚴格。造成設備故障。探討電力設備，特別是互感器因制造工藝不良造成對電網穩定的影響，探尋最佳的防止對策方法。

“關鍵詞”? 電壓互感器? ?制造工藝不良? 防止對策

一、事件過程描述

2018年8月23日上午10時分，某某公司監控發現220kV楊柳變電站220kVI段母線壓變B相相電壓偏高（A相相電壓134.55kV、B相相電壓135.58kV、C相相電壓134.55kV）。二次專業人員現場檢查220kV電壓并列屏測得，B相二次電壓61.0V，A、C相二次電壓分別為60.2V、60.3V，B相電壓偏高。在220kVI段母線PT端子箱處測量壓變根部到端子箱二次電壓，同樣存在B相偏高現象。經排查現場端子排螺絲均緊固到位，無松動引起的接觸不良問題。8月30日9時55分，220kVI段母線電壓互感器轉為檢修狀態，電氣試驗試驗專業人員對220kVI母線壓變進行診斷性試驗，絕緣電阻、介損、變比測試試驗。

試驗結論：220kVI段壓變B相一次繞組對1a1n變比值為2172，B相一次繞組對3a3n變比值為2172;與A、C相一次繞組對二次繞組變比值存在明顯差值;誤差為-1.093%。同時，220kVI段壓變B相C11電容量與2012年5月18日試驗相比有明顯增大，電容量誤差為1.908%，存在B相C11電容單元有擊穿現象。依據變電五通檢測規定：電容式電壓互感器電容值初值差≤±2%，220kVI段壓變B相C11電容量變化接近2%，綜上，220kVI段壓變B相不合格，建議三相同時更換。

二、事件原因及暴露問題

1、事件原因：對220kVI段母線電壓互感器進行解體檢查，重點排查C11分壓電容各個電容單元情況，以查找其電容器增大原因。經過對各個電容單元逐個拆解檢查，共發現1個電容單元存在擊穿現象，是造成電容量增大的直接原因。

2、原因分析如下。

（1）、電容式電壓互感器結構：該產品由一節分壓電容器和電磁單元疊裝組成。分壓電容器外絕緣為瓷套結構，瓷套內部由多個電容元件串聯組成。出現問題產品電容元件為兩膜一紙結構，電容元件結構見圖11。

（2）、電容元件擊穿原因分析：電容元件的絕緣介質主要為聚丙烯薄膜和電容器紙組成。電容器在運行過程中，在電場和熱場的作用下，由于其組成材料的分子結構和成分會發生老化，自身的性能會逐步降低。老化隨著時間的增加，最后導致故障。一種是電氣強度降低造成元件電擊穿。或者由于損耗的增加造成熱擊穿。電容元件的擊穿具有偶發性，根據該產品運行時間及擊穿元件的情況看，主要有以下兩方面因素：a）元件介質電容紙和聚丙烯薄膜存在薄弱點，隨著運行年限的增大，介質性能的逐漸退化，在系統過電壓較多時，對電容元件介質的薄弱點造成沖擊，引起了擊穿。b）在電容元件引線片處、元件打彎處及元件極板邊沿一般都是場強比較集中的部位，由于電場較高，當系統有過電壓時，此處較易發生畸變，發生擊穿。暴露問題：此次220kV某某變互感器因某某電力電容器有限責任公司產品生產質量原因被迫退出運行，反應出電壓互感器制造廠家在產品質量把控上的不足，產品沒有達到安全穩定運行的規定要求。說明其在生產環節存在漏洞，制造工藝把控不夠嚴格。其導致迎峰度夏期間主設備非計劃停運，為嚴重的產品質量責任事故。

三、防止對策

防止對策：（1）運行期間內周期檢修時對電容器的電容及介質損耗角測量：電容元件發生擊穿時，往往出現介損增大現象，并會引起二次電壓輸出變化。現場測量電容介損時，330kV及以下電壓等級產品，單節電容變化（與銘牌值或上一次檢驗值比較）超過1.5%時，可以判斷元件擊穿。測量中介損值較大（超過0.2%）時，表明元件擊穿時間較長;介損值正常（不超過0.15%）時，表明元件擊穿時間較短。（2）二次電壓檢查：二次電壓監測時，當某一項電壓偏離較大或三相電壓不平衡超過正常范圍（如0.4%），應分析造成的原因，系統因素、二次回路問題及CVT問題。當測量值與額定值有變化，可能與電容器中元件擊穿及電磁單元的繞組短路有關，應及時申請停電檢查。（3）加強設備全過程技術監督管理：推進設備全過程技術監督關口前移，加強對設計、設備制造和駐場監造環節的質量監督，及時發現問題，分析處理。