一起母線電壓互感器的故障分析

 電容式電壓互感器（Capacitor Volt-age Transformer，CVT）是電力系統(tǒng)重要的輸變電設(shè)備，在電網(wǎng)中可將一次電壓信息傳遞給測(cè)量、保護(hù)和控制裝置。由于CVT制造工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠性高，因此在我國(guó)電力系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。隨著CVT的大量使用，在運(yùn)行中也會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在運(yùn)行中二次電壓異?；螂娙莘謮浩鹘閾p超標(biāo)，及時(shí)分析故障原因，能有效避免設(shè)備故障擴(kuò)大。
1 運(yùn)行概述
①PT并列后分別斷開(kāi)東西母PT二次小開(kāi)關(guān)，測(cè)量PT輸出電壓無(wú)變化，后臺(tái)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(diǎn)接地；③通過(guò)OPEN3000查看其它220kV站內(nèi)母線電壓均正常。
從母線電壓測(cè)試數(shù)據(jù)看，若排除了一次側(cè)可能存在的不平衡及二次接線問(wèn)題，則有可能是電壓互感器引起。
2 試驗(yàn)診斷
2.1 有無(wú)故障診斷 9月25日高壓試驗(yàn)人員對(duì)向陽(yáng)堡變電站220kV母線電壓互感器進(jìn)行了停電試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)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(guò)標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表2），與以前的測(cè)試數(shù)據(jù)（見(jiàn)表3）及出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，介損異常變大，中節(jié)電容量也發(fā)生變化，則初步認(rèn)為該互感器可能存在故障。
2.2 故障排查 ①絕緣油受潮的排查。9月26日，化驗(yàn)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)這兩組電壓互感器進(jìn)行了絕緣油分析，色譜數(shù)據(jù)正常，同時(shí)微水試驗(yàn)也在合格范圍，排除了油受潮的可能性。②環(huán)境影響因素的排查。9月25日的測(cè)試溫度符合規(guī)程所規(guī)定的測(cè)試溫度20℃，測(cè)試濕度也符合規(guī)程所規(guī)定的測(cè)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(jìn)行高壓試驗(yàn)之前，檢修工作人員已對(duì)電壓互感器進(jìn)行仔細(xì)的清理，在試驗(yàn)之后，檢修人員又對(duì)互感器進(jìn)行了第二次清理，再次高壓試驗(yàn)，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(biāo)，根據(jù)電容式電壓互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理分析，可以知道，最容易出現(xiàn)問(wèn)題的就是電容分壓部分。電容分壓器固體介質(zhì)是膜紙復(fù)合介質(zhì)，其介損主要取決于電容器紙，即與紙的成分、紙中存在的無(wú)機(jī)雜質(zhì)及其加工過(guò)程中加入的添加劑等有關(guān)。紙的占積率、電容分壓器設(shè)計(jì)場(chǎng)強(qiáng)、額定電壓、額定電容、瓷套管質(zhì)量缺陷、真空干燥處理工藝等都將影響介損的測(cè)試值。根據(jù)缺陷情況及測(cè)試數(shù)據(jù)，并考慮到出廠日期和實(shí)際投運(yùn)的時(shí)間段，初步分析認(rèn)為，可能是由于制造工藝把關(guān)不嚴(yán)，少量的幾只電容單元受潮或電容器極板間出現(xiàn)間隙或氣泡時(shí)，正常工作電壓下薄弱點(diǎn)承受過(guò)高電場(chǎng)，造成局部放電，逐步惡化導(dǎo)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(cè) 電容分壓部分由多個(gè)相同參數(shù)的單個(gè)電容元件串聯(lián)組成，一般一節(jié)為90多個(gè)電容元件，每個(gè)電容元件上所承受的電壓都一樣，而個(gè)別電容單元的擊穿，將引起該節(jié)電容量的增大。考慮到實(shí)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中電容量變化不大，可以初步估計(jì)被擊穿的電容單元為1-2個(gè)。
4 處理情況
為了避免故障的擴(kuò)大，甚至發(fā)展成事故，廠家認(rèn)為該兩臺(tái)設(shè)備應(yīng)返廠解體檢查。在9月29日，變電檢修督察組對(duì)220kV東母B、C相電壓互感器進(jìn)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(shù)值，220kV東西母電壓各相誤差在0-0.46kV之間，未超過(guò)1%，符合規(guī)定要求。
5 預(yù)防措施
為了保證CVT設(shè)備在電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，針對(duì)該起故障，提出如下防范措施：①設(shè)備制造廠在制造過(guò)程中要嚴(yán)把質(zhì)量和工藝關(guān)，在制造工藝中應(yīng)有針對(duì)性的措施；投產(chǎn)前，使用單位要把好交接驗(yàn)收關(guān)，對(duì)220kV及以上的電容式電壓互感器，必要時(shí)進(jìn)行局部放電測(cè)量，同時(shí)還應(yīng)進(jìn)行二次繞組絕緣電阻、直流電阻測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果與出廠值和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，差別較大時(shí)應(yīng)分析原因，絕對(duì)禁止不合格的互感器投入運(yùn)行。②通過(guò)密切監(jiān)視CVT二次電壓的變化情況來(lái)判斷CVT是否正常是一種簡(jiǎn)單易行的有效方法，運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)電壓監(jiān)視，完善運(yùn)行記錄，當(dāng)二次電壓異常時(shí)應(yīng)立即退出運(yùn)行并進(jìn)行高壓試驗(yàn)檢測(cè)，檢查設(shè)備介損和電容量狀況。③在日常維護(hù)時(shí)要加強(qiáng)巡視檢查。運(yùn)行期間應(yīng)經(jīng)常檢查電容式電壓互感器的電氣連接及機(jī)械連接是否穩(wěn)定可靠，不要使二次側(cè)短路，以避免短路引起保護(hù)間隙連續(xù)火花放電造成過(guò)電壓而損壞設(shè)備。對(duì)電容式電壓互感器，如發(fā)現(xiàn)滲油漏油、壓力指標(biāo)下降或介損增長(zhǎng)時(shí)時(shí)應(yīng)停止使用，盡快予以處理或更換，避免發(fā)生事故。