电容式电压互感器发热原因分析
2017-06-01李凯枫黎家活
李凯枫，黎家活
(中国南方电网超高压输电公司梧州局，广西 梧州 543002)
电容式电压互感器发热原因分析
李凯枫，黎家活
(中国南方电网超高压输电公司梧州局，广西 梧州 543002)
介绍了常规电容式电压互感器(CVT)的结构，对CVT运行中出现的几种发热故障进行了分析，指出谐振电容进油击穿、保护避雷器绝缘异常及试验抽头污秽严重是导致CVT发热的主要原因，并提出加强红外测温、二次电压监视是发现CVT发热的重要手段，为发现和处理CVT同类缺陷提供了参考。
电容式电压互感器；发热；红外测温；谐振电容
0 引言
电容式电压互感器(CVT)作为一种使用广泛的电力设备，其运行状况对电网系统的影响很大。CVT作为一种电压致热型设备，其发热故障一般温升并不明显；一旦出现较大温升的情况，往往说明该设备出现了较大的问题，需要立即处理。
总结分析CVT发热的原因，为这类设备的缺陷处理提供经验，可起到积极的防范作用，同时对提高设备运行可靠性和保证电网安全运行都有重要作用。
1 常规CVT结构简介
常规CVT一般由高压电容、中压电容、中间变压器、补偿电抗器、避雷器、阻尼器及相应的二次绕组组成，如图1所示。常见的阻尼器由产生并联谐振的电容器和电抗器并联后再串联电阻组成，其作用是消除铁磁谐振。
2 CVT发热原因分析
2.1 谐振电容故障
2016年，运行人员红外测温发现某500 kV变电站35 kV CVT油箱温度异常。其中A相11.6℃，B相8.7 ℃，C相10.5 ℃。按照中国南方电网公司缺陷定级标准，电压致热型设备相间温差1—3 ℃属于重大缺陷。
图1 常规CVT的结构
打开油箱后，发现该CVT绝缘油颜色较深，分析其为过热所致。将谐振电容器拆下后，测量A相谐振电容器容量为101.7 μF，较正常容量200 μF变化较大。对谐振电容器进行解剖，发现谐振电容器内部有变压器油，内部浇注体未将整个元件都包围保护，只有元件底部被浇注体保护，如图2所示。
谐振电容器外部压接及焊缝处密封性能不好，导致内部进油，造成未被浇注体保护的元件中的金属膜遇油反应，锌铝被挤出膜外，致使元件击穿，容量减小，谐振回路失谐，流过阻尼器的工频电流激增，从而导致阻尼电阻发热。
2.2 保护避雷器绝缘异常
运行人员巡视发现某CVT A相电压波形畸变，零序电压过大。经现场红外测温发现，该CVT A相温度为53.7 ℃，B相38.1 ℃，C相38.3 ℃。现场对发热CVT中间变压器绝缘油进行色谱分析、介损及电容测试，测试结果均无异常。吊罩检查未发现中间变压器内部连接螺丝松动，但中间变压器油箱内部的并联于补偿电抗器两端的保护避雷器绝缘电阻为30 MΩ，低于5 000 MΩ的设计要求值。避雷器绝缘电阻偏低，使得与之并联的补偿电抗器在1个周波内经历多次电流突变，造成发热量增大，从而导致油箱发热；这属产品元件质量问题引起的缺陷。
图2 故障的谐振电容器
2.3 分压抽头瓷套污秽
2012年，运行人员发现该站2号故障录波装置频繁启动，后台检查发现2号主变220 kV侧电压故障录波突变量启动。调出多个波形进行分析，发现均为2号主变220 kV侧B相电压波形有轻微畸变。对2号主变220 kV侧CVT进行红外测温，发现该CVT分压抽头与下部瓷套范围温度明显偏高，比其他部分高出9 ℃左右。在停电检查时，发现该相电压互感器中压电压抽头处污秽严重。经返厂解体检查，发现瓷套外面分压抽头处有轻微的放电痕迹。
CVT的分压抽头正常运行时存在悬浮电压，结合现场实际情况，分析确认由于该变电站污秽比较严重，在污秽、连日大雨的潮湿环境下分压抽头绝缘降低，从而产生了放电发热。
3 结束语
红外测温是对CVT发热监测的重要手段，它具有准确、实时、快速的特征，但由于电压致热型设备初期发热现象并不明显，需要检测人员对检测结果加强分析对比。另外，CVT发热一般伴随着其他现象的发生，如二次输出电压异常、油位变化、伴有异响等，需要运行人员加强监测、巡视力度，发现问题及时采取措施，防止事故扩大。
1 乔亚军，林其雄，林李波．500 kV CVT电磁单元过热 缺陷分析与处理[J]．电力电容器与无功补偿，2015，36 (4)：61-63.
2 陈坤汉，张伟平，黎润洪．110 kV电容式电压互感器油 箱发热缺陷分析[J]．高压电器，2015，51(2)：152-156.
3 石延辉，谢 超，叶建铸，等．阻尼电流在CVT故障分 析中的作用探讨[J]．电力电容器与无功补偿，2012，33 (4)：83-86.
2016-09-20；
2016-11-11。
李凯枫(1984—)，男，工程师，主要从事变电运行维护工作，email：likaifeng00@126.com。
黎家活(1966—)，男，工程师，主要从事变电检修维护工作。
