关于220kV电容式电压互感器二次绕组失压故障诊断分析

2016-08-15田超群刘永君平高集团有限公司河南平顶山467001

山东工业技术 2016年16期

田超群，刘永君（平高集团有限公司，河南平顶山 467001）

田超群，刘永君
（平高集团有限公司，河南平顶山 467001）

在72.5～800kV电力系统中，电容式电压互感器得到了广泛应用，但是该设备一旦产生故障，就容易导致大面积停电，从而给人们的生产生活带来影响。基于这种认识，本文对某电站一次电容式电压互感器的二次绕组失压故障进行了分析，具体对故障的诊断过程展开了论述，并且提出了故障的预防对策，从而为关注这一话题的人们提供参考。

220kV；电容式电压互感器；二次绕组；失压故障诊断

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

0　引言

电压互感器是输电线路中最基本和最重要的检测设备之一，不同于电磁式电压互感器，电容式电压互感器具有结构简单、重量轻、绝缘可靠性高、维护工作量少和抗电磁干扰等多方面的优势，所以在电力系统中得到了广泛应用。但在实际运行过程中，电容式电压互感器也比较容易出现二次绕组失压故障，以至于给电力系统的安全运行带来了一定的威胁。因此，有必要对该类故障的诊断问题展开分析，以便更好的进行电容式电压互感器的应用推广。

1　失压故障现象

以江西九江某电站为例，电站运行值班在巡检的过程中发现，其220kV线路的母线A相电容式电压互感器的二次绕组电压为零。电站办理工作票，安排检修试验人员对该互感器进行初步测试发现，其主电容和分电容的实测电容与设备名牌上的初始值的变化量不超过2%，并且介损正切值不超出0.5%。在此基础上，将实测数据与设备投入运行前数据相比较发现，设备运行数据相比变化不大，因此可以认为电容式电压干互感的主电容和分压电容正常［1］。

2　故障的诊断分析

2.1故障的电气诊断分析

（1）诊断过程。为分析互感器的二次绕组失压故障，电站与厂家技术人员共同对互感器进行分析，利用自激法对分压电容器的电容量和介损进行了测量。在电容器升压的过程中，二次绕组电流在较短时间内达到了整定值10A，而电压此时为0.2kV。在电流达到整定值后，电压将保持不变。但是，设备的试验电压为0.5kV。在常规测试中，当电压达到0.5kV时，电流应该为4A。所以可以认为，A相中间变压器可能存在一定的问题。为进一步进行故障的排查，还要对A相中间变压器开展变比试验和电阻测量［2］。

（2）诊断结果。通过测试发现，A相中间变压器一次对二次及地的绝缘电阻为0.9MΩ。但是检测B相则发现，其绝缘电阻为400MΩ。所以，结合出厂试验报告的绝缘电阻数据，从检测结果可以看出，A相中间变压器的绝缘电阻已经被击穿。再从变比试验结果上来看，A相实际测量变比为3849，而额定变比则为1270，所以A相变比产生了较大的偏差。对比分析B相可以发现，其变比为1257，与额定变比接近。因此可以确定，A相中间变压器的电磁路失效。为不影响正常供电，对现场故障电压及时进行了更换，故障互感器则返厂进一步分析。根据返厂进行的测试，结果与现场分析基本一致。

2.2故障的油化试验分析

（1）试验过程。为进一步分析导致A相中间变压器失效的原因，对A相的电容式电压互感器的中间变压器开展油化分析试验。中间变压器由铁心、一次绕组、二次绕组等组成，作为电磁单位的一部分，与补偿电抗器及阻尼器一起放置在油箱当中。因油箱电磁单元由十二烷基苯浸渍，在试验的过程中，需要进行油样的获取，然后对油样开展耐压试验、微水含量测试和色谱分析。

（2）试验结果。观察耐压试验结果可以发现，油样的击穿电压为14.8kV，比标准规定值40kV要低，所以可知油样已经无法满足耐压需求。而分析油样微水含量可以发现，相较于标准规定值，实际测量的油样微水含量为420mg/L，是规定值的16.8倍。由此可以说明，变压器的油已经严重进水，所以油的绝缘度将有所降低。此外，用气相色谱仪观察色谱分析结果可以发现，油样中的氢气含量远远超出了标准规定值。所以，中间变压器可能出现高能量放电问题，以至于油样会在高温状态下产生大量气体。

之所以会出现高能放电问题，则可能是油受潮引起的。在油的绝缘度降低的情况下，中间变压器的二次绕组将被高电压击穿，从而导致层间短路或匝间短路的问题出现。与此同时，中间变压器也将对油箱放电，以至于造成二次绕组失压。为验证这一结论，可以观察油样中的C2H2含量。通过观察发现，油样中含有大量的C2H2，因此可以说明中间变压器产生了电弧放电问题，以至于绕组绝缘被击穿［3］。而该结论与电气试验得到的二次绕组及地绝缘降低的结论相吻合，并且油样中也含有大量的一氧化碳和二氧化碳，所以说明绕组绝缘已经在放电产生的高温下出现了碳化分解现象。

3　故障的预防对策

为对二次绕组失压故障进行有效预防，需根据原因提高产品本身性能，并且做好投运后的检测维护。

在检测维护方面，有条件的电站可定期对电容式电压互感器的电磁单元中的绝缘油样进行取样，然后对油样进行色谱分析，以便及时发现电磁单元的放电或过热问题。在平时巡检的过程中，还要加强电容式电压互感器的红外线测试，通过将测试结果与设备额定参数向比较，则能够帮助巡检人员及时发现设备存在的问题。为避免因互感器故障引发电力事故，还要做好电站运行状态的监控，及时根据监控的异常情况，结合录波图等进行分析诊断，并进行必要的巡查，一旦发现二次侧输出电压异常，就要及时采取应急措施，以确保不会出现更多的问题。在条件允许的情况下，应该及早进行设备的更换。