变电站电容式电压互感器的故障分析及相关措施

发布时间：2021-05-06T08:51:02.024Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第1期 作者： 李宁[导读] 本文就我国110kV变电站电压互感器的在实际使用中经常出现的故障进行原因分析。国网陕西省电力公司延安供电公司 716000

摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，电容式电压互感器由于受到运行时间长、运行环境恶劣和操作不规范等因素的影响，较易发生故障，若修复不及时，必然会对变电站安全稳定运行产生不良影响。针对某110kV变电站110kV母线线电压长期越上限问题，利用二次压降测量、就地端子箱加压、误差测试和一次设备拆解分析等方法对电容式电压互感器二次回路及一次设备进行故障分析，最终确定症结在于其110kV电容式电压互感器一次设备内部发生故障，进而提出了故障处理方案。由此可知，提高电容式电压互感器故障检测效率和检测水平有利于发现和排除电压互感器故障，且由于调控中心对母线线电压监测的局限性可能导致某种情况下不能及时发现故障，因此优化变电站重要参数的监控策略是消除此类故障隐患的有效措施。 关键词：电容互感器；故障分析；末屏接地；相关措施 引言

目前互感器在设计水平、制作水平以及原材料的质量上还存在很大的缺陷和改进空间，由于电压互感器的使用环境为高压、长距离，所以我国现今的110kV变电站的电压互感器经常发生故障，这给电力用户造成了巨大不便，也给电力部门带来了巨大困扰。本文就我国110kV变电站电压互感器的在实际使用中经常出现的故障进行原因分析。 1CVT基本原理与结构

电容单元由高压电容与中压电容串联组成，通过中压电容C下2分压将系统电压降低至13~20kV，从外表看就是单节或多节以瓷套为外壳的耦合电容器，主要由瓷套、电容芯子、绝缘油、上下底盖、膨胀器组成。电容芯子是电容器的核心，承受着主绝缘的作用，每节瓷套内的电容芯子由几十甚至上百个电容元件串联而成。电磁单元主要包括中间变压器、补偿电抗器、阻尼器。补偿电抗器的作用使得在不同的二次负荷下二次输出电压与一次电压之间保持准确的变比和相位，其电抗值与电容分压器在额定频率下的等值容抗值相等；阻尼器的作用是抑制铁磁谐振，一般为速饱和电抗型，由速饱和电抗器和阻尼电阻串联而成，速饱和电抗器采用性能优良的铁芯材料，其磁化曲线具有典型的开关特性；中间变压器实际上是电磁式电压互感器，其作用是将电容单元分压得到的中间电压转换成标准的二次电压供测量、计量仪表和继电器用。 2存在的问题

电容式电压互感器可在高压和超高压电力系统中用于电压和功率的测量、电能计量、继电保护、自动控制等方面，并可兼作耦合电容器，用于电力线载波通信系统。电容式电压互感器在电力系统中的广泛应用，有效降低了系统发生谐振故障的危害，但由于制造质量、检测试验及运行环境等原因，故障率在上升。以某电力公司110kV变电站为例，2号进线接在C相电压互感器内的氧化锌避雷器半年内就发生三次绝缘故障，严重影响了继电保护的可靠动作及计量的准确性，给供电网的安全运行造成了伤害。电容式电压互感器发生故障可能的原因有:(1)电容式电压互感器的电容绝缘问题引发避雷器故障;(2)阻尼电阻故障2014年11月18日，某110kV变电站110kVCVT红外测温时发现该CVT电磁单元整体温升偏高，且中上部温度较下部温度高15℃。该CVT为1995年产品。停电后进行了诊断试验，电容单元介损及电容量数据合格，说明电容单元正常；电磁单元绝缘电阻及一次绕组直阻合格，说明电磁单元绝缘良好；带阻尼装置时变比为额定变比的1.08倍，不带阻尼装置时变比正常；电磁单元空载试验发现阻尼装置对测试结果影响显著，带阻尼空载加压时，空载电流上升很快，空载损耗急剧增加，如空载电压为50V时，空载电流为4.31A，损耗达到了215.91W，不带阻尼加压时，电流上升平缓，同样电压50V时，空载电流为

0.093A，损耗仅为2.987W。解体后发现阻尼电阻环氧树脂筒有严重烧焦痕迹，经测试发现阻尼电阻和电感参数正常，电容器的电容量无法测出，电容器已被完全击穿。因此确定阻尼电阻发热是本次发热异常的直接原因，而电容器被击穿是造成本次故障的根本原因。(3)漏油故障当110kV变电站的电压互感器发生漏油时，空气中的潮气和湿气会吸入到油箱内部，装置受到潮气和湿气的侵蚀，造成功效降低，影响正常的使用效果。如果漏油量过大，超出所能承受最大限度，将会明显降低油箱的油位，并使原来浸于油中的电容芯子出现浸油不佳的问题，甚至出现脱油现象，在断面和电容板间形成空气间隙，产生电容，发生放电现象，造成内部的部分元件被击穿，使电压互感器工作效力降低。这种故障况最直接的原因是电压互感器的底部密封措施不到位。 3相关措施

3.1电磁单元发热故障

2015年1月8日，某110kV变电站35kVCVT电磁单元明显发热，比该站同类型CVT同部位高14.2℃，该CVT于2006年出厂，2007年投入运行。停电后开展诊断试验：绝缘电阻值正常；介质损耗测量试验时，高压侧试验电压加到451V就不能再继续升压（试验标准3kV），解体

后测试电容单元的电容量及介质损耗，试验数据均合格；变比值式额定变比的9.5倍；油色谱分析发现总烃1195.9μL/L、二氧化碳40652.6μL/L、乙炔为0，属于局部过热缺陷。 3.2电容式电压互感器电容末端接地不良的处理

在日常工作中，应加大验收和排查的力度，保证电容式电压互感器的电容末端与大地接触良好，不影响电容式电压互感器的正常使用和效能的正常发挥。维修检查技术人员应掌握各类型电容式电压互感器电容部分的接地形式，避免任何一种接地方式被遗漏，在设备正常运行时要仔细检查，杜绝任何安全隐患的存在。 3.3加强对电压互感器的监测和检查

为了避免电压互感器的工作失效，应重点针对电压互感器的内部元件进行监测和检查。在监测和检查时，要制定科学合理的监测方案，注重细节的排查和检定。3.4加强变电站运维人员的责任性及运维技术特别在目前电网系统运维一体化要求下，更应注重对运维人员的技术培训及履职考核，因为随着电网设备状态检修工作开展，设备停电检修日期延长，运维人员的技术与责任性直接关系到设备的安全运行。 结语

对电容式电压互感器的故障要根据具体情况进行判断，如二次电压波动时，可能是二次连接松动，分压器低压端子未接地或未接载波线圈，如果阻尼器是速饱和电抗器，则有可能是参数配合不当。当二次电压低时，可能是二次连接不良，电磁单元故障或电容单元C2损坏。当二次电压高时，可能是电容单元C1损坏，分压电容接地端未接地。因此，不要盲目解体电压互感器，避免误判断。 参考文献

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