一起110kV 電壓互感器電磁單元局部發(fā)熱異常分析與處理

謝斯晗，劉昌標(biāo)，吳承福，李文燕，張翾喆

（國網(wǎng)浙江省電力有限公司超高壓分公司，浙江 杭州 311232）

電容式電壓互感器（TYD）是通過串聯(lián)電容器分壓將一次高電壓變?yōu)楣┯?jì)量、測量及保護(hù)用的二次低電壓，電容式電壓互感器還可以將載波頻率耦合到輸電線，作為遠(yuǎn)方測量、長途通信、遙控、電傳打字、選擇性的高頻保護(hù)等。與電磁式電壓互感器相比，電容式電壓互感器可以有效防止鐵心飽和引起的鐵磁諧振。

部分電壓互感器電磁單元第三繞組上裝有速飽和電抗器型阻尼器，其作用是抑制CVT 可能產(chǎn)生鐵磁諧振，其工作原理是在電壓小于臨界值時(shí)阻抗極大，使得回路相當(dāng)于斷路，而在電壓略高于臨界值時(shí)阻尼電阻導(dǎo)通，從而能有效抑制諧振。

本文針對巡視過程中發(fā)現(xiàn)的電壓互感器電磁單元溫度異常現(xiàn)象，通過外觀檢查，后臺電壓數(shù)據(jù)核對，紅外精確測溫，實(shí)驗(yàn)室解體，最終確定發(fā)熱原因?yàn)樽枘崞鹘饘僬謿づc油箱內(nèi)壁之間存在搭接形成了金屬閉合回路導(dǎo)致發(fā)熱，并對此類發(fā)熱可能導(dǎo)致的后果，后續(xù)處理措施進(jìn)行了總結(jié)，對今后同型號設(shè)備、相似結(jié)構(gòu)設(shè)備的日常巡視及檢修具有指導(dǎo)意義。

1 異常情況

1.1 設(shè)備基本情況

檢測對象為某變電站1 號主變110kV 側(cè)壓變、2 號主變110kV 側(cè)壓變，生產(chǎn)廠家江蘇XX 互感器有限公司，TYD110/√3-0.01W3。現(xiàn)場所用紅外熱像儀生產(chǎn)廠家FLIR，型號T630sc。

1.2 現(xiàn)場檢查情況

某日，巡視發(fā)現(xiàn)2 號主變110kV 側(cè)壓變C 相電磁單元比A、B 相高2℃左右，1 號主變110kV 側(cè)壓變B 相電磁單元比A、C 相高2.4℃左右。查詢前次檢修試驗(yàn)記錄，包括檢修作業(yè)執(zhí)行卡，驗(yàn)收記錄，檢修電容分壓器的主絕緣、介損及電容量，中間變壓器的二次繞組絕緣電阻、N 點(diǎn)絕緣電阻，均未見異常。采用T630C 紅外測溫儀對1 號主變110kV 側(cè)壓變、2 號主變110kV 側(cè)壓變電磁單元進(jìn)行精確測溫，數(shù)據(jù)如表1 所示。

表1 紅外檢測數(shù)據(jù)

從圖1 ～4 中可以看到，1 號主變110kV 側(cè)壓變?nèi)唷? 號主變110kV 側(cè)壓變?nèi)嚯娙萜鞅倔w、電磁單元無大面積或整體發(fā)熱現(xiàn)象，但1 號主變110kV 側(cè)壓變B 相、2 號主變110kV 側(cè)壓變C 相電磁單元均存在局部熱點(diǎn)，且局部熱點(diǎn)均位于電磁單元油位觀察窗與二次接線盒之間的圓角棱邊上，其中1 號主變110kV 側(cè)壓變B 相電磁單元熱點(diǎn)與A、C 兩相相同部位溫差約2.1℃，2 號主變110kV 側(cè)壓變C 相電磁單元熱點(diǎn)與A、B 兩相相同部位溫差約2.1℃。

圖1 1 號主變110kV 側(cè)壓變紅外檢測圖譜

圖2 2 號主變110kV 側(cè)壓變紅外檢測圖譜

圖3 1 號主變110kV 側(cè)壓變B 相

圖4 2 號主變110kV 側(cè)壓變C 相

根據(jù)廠家提供的該型號壓變電磁單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖5 可看到，電磁單元局部熱點(diǎn)位置對應(yīng)的油箱內(nèi)部元件正是并接在第三繞組上的速飽和電抗器型阻尼器，其作用是用于抑制CVT 可能產(chǎn)生鐵磁諧振，其工作原理是在電壓小于臨界值時(shí)阻抗極大使得相當(dāng)于斷路，而在電壓略高于臨界值時(shí)，阻尼電阻導(dǎo)通從而能有效抑制諧振。

圖5 壓變電氣原理及電磁單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

圖6 油位計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

另外，現(xiàn)場檢查設(shè)備外觀無滲漏油、異響等明顯異常現(xiàn)象，查看后臺保護(hù)裝置上二次電壓采集正常。

1.3 設(shè)備解體情況

對壓變電磁單元進(jìn)行解體，該型號壓變電磁單元內(nèi)所使用的阻尼器外部有一個(gè)金屬罩殼（與電磁單元油箱外殼同為碳鋼材料），金屬罩殼表面以及油箱內(nèi)壁均噴有絕緣漆，如圖5 所示。在正常情況下，阻尼器的金屬罩殼與油箱之間通過阻尼器中間的支柱及固定螺栓進(jìn)行連通，但是阻尼器金屬罩殼邊緣與油箱之間距離僅有幾毫米空隙，當(dāng)人工裝配阻尼器金屬罩殼時(shí)有所偏差，金屬罩殼極易與油箱內(nèi)壁發(fā)生接觸，在設(shè)備長期運(yùn)行過程中，由于振動導(dǎo)致阻尼器金屬罩殼與油箱之間的絕緣漆脫落，形成了“金屬罩殼-油箱壁-支柱及固定螺栓-金屬罩殼”閉合回路，當(dāng)阻尼器通有交流電壓時(shí)，上述閉合回路內(nèi)將會產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電流，而金屬罩殼與油箱壁接觸處為點(diǎn)狀接觸，接觸電阻大，因此該處將會呈現(xiàn)明顯的局部熱點(diǎn)。

因此，綜合以上現(xiàn)場檢測以及檢查結(jié)果，判斷1 號主變110kV 側(cè)壓變B 相、2 號主變110kV 側(cè)C 相電磁單元存在局部熱點(diǎn)原因?yàn)樽枘崞鹘饘僬謿づc油箱內(nèi)壁之間存在搭接形成了金屬閉合回路。阻尼器金屬罩殼并不串接在阻尼回路中，基本不影響壓變一、二次回路的正常運(yùn)行，但“金屬罩殼-油箱壁-支柱及固定螺栓-金屬罩殼”閉合回路與阻尼線圈之間電場相互作用，可能會對阻尼器的伏安特性存在影響。

2 結(jié)語

1 號主變110kV 側(cè)壓變B 相、2 號主變110kV 側(cè)壓變C 相電磁單元存在溫差約2.1K 的局部熱點(diǎn)，熱點(diǎn)均位于電磁單元油位觀察窗與二次接線盒之間的圓角棱邊上，對應(yīng)油箱內(nèi)部阻尼器安裝部位，根據(jù)現(xiàn)場檢測、檢查結(jié)果以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，初步判斷電磁單元存在局部熱點(diǎn)原因?yàn)樽枘崞鹘饘僬謿づc油箱內(nèi)壁之間存在搭接形成了金屬閉合回路。

由于阻尼器金屬罩殼并不串接在阻尼回路中，不影響壓變一、二次回路的正常運(yùn)行，但“金屬罩殼-油箱壁-支柱及固定螺栓-金屬罩殼”閉合回路與阻尼線圈之間電場相互作用，可能會對阻尼器的伏安特性存在影響。

3 后續(xù)運(yùn)維檢修建議

（1）加強(qiáng)駐廠監(jiān)造對設(shè)備制造工藝流程的管控，提高損傷或潛在損傷元件的出廠檢測率，確保產(chǎn)品出廠質(zhì)量合格。（2）加強(qiáng)對同型號設(shè)備、相似結(jié)構(gòu)電容式電壓互感器的紅外跟蹤檢測，積極開展電容式電壓互感器及其電磁單元的在線監(jiān)測工作,及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，排除事故隱患。（3）加強(qiáng)巡視力度，發(fā)現(xiàn)電容式電壓互感器存在油位異常、二次電壓異常、異響等情況時(shí)，結(jié)合帶電檢測、停電試驗(yàn)等方式進(jìn)行檢查處理，防止事故擴(kuò)大。