500kV线路CVT故障处理探析

摘 要 针对某500kV变电站一例500kV线路复电过程中线路CVT发生电压测量故障后的事故处理，以及将其返厂解体维修后判断得出的故障原因，提出了包括加强运行监测、红外测温、设备验收等缺陷管控措施，要求制造厂加强设备生产质量管理的同时，提高设备运维的要求，有效地保证设备安全稳定运行。

关键词 电容式电压互感器（CVT）;故障分析;电磁单元;击穿

近年来，CVT故障时有发生，影响了电力系统的安全稳定运行。本文以笔者的实际运行经验为基础，分析了一例500kV线路CVT复电过程中二次失压故障的主要原因并提出今后的预防措施。

1事故经过概况

500kV库湾变电站500kV主接线为3/2接线，每回500kV线路侧均设一组CVT。2018年12月29日凌晨，500kV库湾站对500kV库从乙线进行由检修转运行的操作（单送5033边开关，5032中开关不操作）。00时20分，500kV库从乙线5033开关成功合闸。00时27分，监控后台报“500kV库从乙线PT计量电压消失”告警，监控后台显示500kV库从乙线间隔C相CVT失压。经运行人员现场排查500kV库从乙线间隔CVT发现：①C相所有绕组的二次空开均在合闸状态，但测量空开上下侧电压均无压，A、B相绕组二次电压测量正常，与后台显示一致，表示二次回路正常;②三相CVT外观正常，无异响，无漏油，红外测温图谱显示C相二次接线盒温度比其他两相高8摄氏度。初步怀疑 CVT 设备内部出现异常，需立即向总调申请停电进一步检查。03时17分，500kV库从乙线进行由运行转检修。

500kV库从乙线C相CVT型号：TEMP-500IU，生产日期为2006年1月30日，投运日期为2011年6月30日（2013年11月返回上海MWB互感器有限公司进行电容器密封结构改造）。

2现场检查、试验及分析情况

事故发生后，检查500kV库从乙线线路氧化锌避雷器三相均没有动作，利用绝缘电阻表检查二次电压回路绝缘正常，通过调取故障录波报告发现C相电压变化曲线为非正弦波形，5033开关合闸后，在12秒的时间内电压突变，瞬时电压一次值最高达940kV，有效值最高为484kV，最终衰减到正常值，在七分钟后C相电压出现异常，电压逐渐减少，最终C相CVT失压。

线路转检修后，高压试验班对C相CVT二次端子箱进行开箱检查，并调取最近一次预防性试验前的接线照片，与现场实际接线作对比，二次接线正确无误。检查二次接线盒其他部分，发现500kV库从乙线C相CVT二次接线盒内P1、P2（见图3）接线柱之间的过电压保护器烧毁（见图1和图2）。过电压保护器装置通常处于开路状态，当电压超过额定值的190%时，或当二次电流导致超过额定热极限输出，该装置进入短路模式。这样具有重新调谐CVT并限制过电压及外部短路时所产生的二次电流的作用。保护装置还可以用来进一步限制铁磁谐振。如果故障时间超过30秒，保护装置无法从短路状态中复原，必须进行更换[1]。

高压试验班对500kV库从乙线间隔C相CVT进行现场试验：①对500kV库从乙线C相CVT下节进行介损试验，采用自激发从二次端子1a、1n加压，试验仪器无法加压;②从500kV库从乙线C相下节电容分压器C2侧加压，二次测量无电压。初步得出结论该设备励磁单元内部故障（最终原因见解体分析情况），现场无法修复，需更换处理。2018年12月29日-2019年1月1日完成备品调拨、更换安装试验及投运。

3返厂试验及解体检查

将500kV库从乙线C相CVT下节运至佛山局B级检修中心后，我们拆开油箱法兰螺栓吊起分压器，对CVT电磁单元排油后开箱检查，绝缘油颜色较深，油箱内部带有刺鼻的有机物烧焦的气味，其后对电磁单元进行分析试验，检查所有接线无松动，二次绕组绝缘电阻测量正常，中间变压器二次绕组和补偿电抗器P1-P2端直流电阻测量正常，测量电磁单元一次直流电阻（中压接地开关闭合，P2端对底箱外壳）正常，但是对电磁单元底箱取油样进行色谱微水分析，结果耐压及微水合格，油色谱数据异常。

开箱后发现如图3显示分压电容器C1尾端高压线与中间变压器一次绕组接线抽头的固定绝缘接线板上有明显的放电路径与碳化痕迹。刮除碳化物后通过摇测绝缘发现，A、B、C三点之间放电路径已经炭化导通（见图4）。经分析，在500kV库从乙线送电过程中，其中C相出现操作过电压，导致CVT下节电容器C1尾端高压引线（A点）电压升高，對在接线板上的中间变压器一次绕组末端抽头（B、C点）放电，部件烧损程度与试品局放试验特征和油色谱数据分析结论基本吻合。由于CVT下节电容器C1尾端高压引线A点与中间变压器一次绕组末端抽头B、C点导通，导致中间变压器无法励磁工作，最终导致CVT二次绕组无电压。初步判断为由于在接线板上A点与B、C点布线不合理、距离较近且存在金属接线端头或螺丝尖角（不排除绝缘接线板存在裂纹等缺陷），在高电场的状况下导致绝缘击穿并碳化导通。

4防范及改进建议

近年来CVT在安装、运行中，发现的制造质量问题较多，文中的例子说由于承受了运行操作中的动态冲击电压，而设备厂家励磁单元内部布线不合理，存在因短时过电压导致内部接线短路隐患，或设备厂家材质或加工工艺问题，绝缘板存在开裂隐患，这些因素在投产初期未表现出二次电压异常，但由于元件的抗击穿能力并没有达到理想状态，设备验收质量不过关，在长期的运行或操作中，有可能会出现二次电压测量异常，严重时分压电容击穿导致CVT爆炸。因此制造厂必须重视制造质量和安装的正确性，优化设计细节，如内部接线端子的距离应设计合理，改善引线片周围的电厂分布，避免该薄弱点发生击穿[2]，或增加电缆纸以杜绝引箔毛刺对介质的损伤[3];运行人员在日常维护或在设备大修技改后，加强对设备的特巡测温，及时发现CVT的潜在隐患;对于重要线路的CVT，也可增加在线监测装置提高设备运行的可靠性;在应急处理方面，地市局与省公司应建立完善的备品备件调配体系，提高抢修效率，减少设备的停电检修时间。

5结束语

综上所述，基于一起实际的500kV线路电容式电压互感器二次电压失压事故，根据应急处理、现场试验分析以及解体检查结果等情况，提出CVT结构设计及设备验收的建议，明确运行人员运维重点，完善抢修流程，以能更好地保障电气设备以及电网的安全运行。

参考文献

[1] 上海MWB CVT电容式电压互感器使用手册.

[2] 曲欣，王兴友，吴西博，等.一起 500 kV CVT 二次电压异常分析及预防[J].电力电容器与无功补偿，2017，38（3）：105-109.

[3] 李丐燕，张金强.一例500kV CVT 电压测量异常分析与处理[J].高压电器，2008，44（1）：76-77，80.

作者简介

罗应康（1990-），男，广东广州人;学历：大学本科，工程师，技师，现就职单位：广州电网有限责任公司清远供电局，研究方向：变电设备的维护实践。