某110kV变电站10kVI母电压互感器烧损原因分析

马顺青 冶海平 戴强 孙保磊 马育林 谈生磊

摘  要：针对某变电站10kVI母电容电流测试过程中电压互感器烧损原因进行分析，提出主要问题和防范措施，避免同类事件的再次发生，有一定参考价值。

关键词：电压互感器;烧损;原因分析

Abstract： This paper analyzes the causes of voltage transformer burning loss during 10kvi bus capacitor current test in a substation， and puts forward the main problems and preventive measures to avoid the recurrence of similar events， which has a certain reference value.

Key words： voltage transformer; Burning loss; Cause analysis

1.设备异常基本情况

1）异常现象描述

2020年7月11日，电气试验人员按照工作计划安排对某110kV变电站10kVI母进行电容电流测试。12时15分到达现场后，运维人员对10kVI母PT间隔进行停电操作，将PT手车拉至检修位置。12时45分试验班人员在办理工作票后进行电容电流测试。

13时05分试验班人员短接消谐器工作完成后，运维人员将PT手车推至运行位置，期间运维人员听到有放电声，并伴有烧焦刺鼻气体。为防止意外，运维人员汇报调度后，停运10kVI母，将PT手车拉至检修位置。试验人员对PT手车进行检查，发现消谐器表面有放电痕迹，随后打开PT二次端子盒，发现B相PT二次端子a、n和一次端子N之间有放电痕迹。

2）电压互感器参数信息

变电站名称：某110kV变电站

设备名称（运行编号）：10kVI母电压互感器

设备型号：JDZX16-10Q  极限输出：500VA

功率因数：0.8

出厂日期：2006.07

生产厂家：中国大连北方互感器厂

3）检查日期及天气情况

2020年07月11日，天气晴朗。

2.设备检查情况及处理

1）检查情况

试验人员首先对消谐器情况进行检查，消谐器电阻值符合要求，检查情况良好。后试验人员分别对10kVI母PT进行直流电阻测试和绝缘电阻测试。试验数据如下：

试验结果：三相PT直流电阻均合格。A、C两相PT绝缘电阻符合要求。B相一次对二次及地绝缘为零，二次an对一次及地绝缘为零，二次端子an和一次端子N之间为通路。将PT拆卸后进一步检查，发现二次端子a和一次端子N之间的绝缘有裂痕，二次an端子与一次端子N之间绝缘被破坏。

3.设备异常处理方式

1）汇报调度将10kVI、II母并环运行，10kVII母电压互感器进行监测工作。

2）对10kVI母A、C相电压互感器进行试验检查，确保设备状况良好。

3）拆卸10kVI母B相电压互感器，并购买参数匹配的电压互感器，经试验合格后进行更换。

4.原因分析

变电站10kVI母电压互感器为JDZX16-10Q 型环氧树脂浇注全封闭结构，从互感器损坏情况看，互感器应是在相对较短的时间内受到大电流的作用，绕组在短时间内发热使绝缘迅速破坏，发热使树脂熔融，造成的内部膨胀使浇注体开裂，最后导致二次端子an对一次N击穿。因此互感器线圈中有大电流流过是造成互感器损坏的直接原因。

PT在发生损坏之前的绝缘情况和运行工况如下：

1）PT绝缘情况：JDZX16-10Q 型电压互感器为环氧树脂浇注全封闭结构，在高海拔以及较大的温差变化使环氧树脂浇注产品容易变形、龟裂，密封机构容易破裂。同时，配网线路多发单相接地故障，导致未接地相电压升高为原来的 倍，对电压互感器绝缘产生冲击，破坏绝缘。检查中发现PT二次端子a和一次端子N之间绝缘有裂痕，PT存在绝缘薄弱点。如发生过电压、过电流容易导致绝缘破坏，损坏设备。

2）PT运行工况：变电站负荷多为硅铁厂、硅钢厂等负荷变化比较大的工厂。10kVI母PT在日常运行中，曾多次出现电压异常情况，工作人员检查分析，可能是由于负荷大，PT容量不足。进行甩负荷操作后，电压恢复正常。

从以上两点可以看出，PT在日常运行中存在绝缘薄弱和容量不足情况。在此次PT投退过程中，存在过电压产生。额定符合下，互感器能在1.2倍额定一次电压下长期运行，并能承受1.9倍额定电压8h，超过此电压和时间范围，互感器因大电流而损坏。

在此次投退PT的过程中由于運行方式从分段运行转变为双母并环运行，运行方式发生改变，消谐器被短接退出运行。当系统有谐波产生时，电压互感器的铁芯感抗由于没有消谐器感抗的补偿作用，其数值远小于线路容抗，加至负荷大，PT容量不足，电压互感器铁芯饱和后，系统极易发生谐振过电压。谐振产生的过电压导致绝缘破坏，PT二次端子a和一次端子N短路，一二次电压均降落在互感器一二次绕组的内阻上，产生大电流，造成互感器被损坏。

5.暴露的问题

1）工作人员考虑问题不全

试验工作开始前未检查PT设备状况状态，试验开始前短接消谐器时，工作人员只对消谐器进行了检查，未对PT状态进行检查，未考虑短接线截面积是否符合要求。

2）电容电流测试方法单一

现阶段电容电流测试方法流程主要分为几个步骤，首先停用PT后将消谐器短接，然后将PT转为运行，最后使用仪器从二次端子箱开口三角处进行测量。此种方法测试过程中需停运PT两回，投入运行两回，过程中容易产生操作过电压、谐振过电压。

3）设备试验验收环节不够严谨

分析发现造成互感器损坏的主要原因为过电压、过电流，而电压互感器铁芯出厂的性能、结构、质量对互感器的通流能力有这很大的影响。新十八项反措11.4.2.2 要求，电磁式干式电压互感器在交接试验时，应进行空载电流测量。励磁特性的拐点电压应大于1.5Um/ （中性点有效接地系统）或1.9Um/ （中性点非有效接地系统）。在以往的交接验收中由于设备仪器限制，对空载电流的判断只能依照厂商的出厂试验报告，无法进行现场试验比对。

4）班组、专业之间缺乏沟通

本次事故当中，试验人员、运维人员、调度人员三方沟通不当，试验人员将试验情况和分析情况告知运维人员，有运维人员汇报调度，汇报过程中从在偏差，导致调度误以为PT是在试验过程中损坏。

6.防范措施

1）试验工作开始前仔细检查试验接线，认真检查设备状况状态，选用满足要求的短接线。

2）综合考虑设备投入运行后会产生的各种异常情况，针对消谐器退出运行后系统无消谐装置进行研究讨论，采取相应的整改措施，保证设备投运后能够正常稳定地运行。

3）在电压互感器交接试验过程中，按照十八项反措要求，加强电压互感器监督检查。

4）班组、专业之间加强沟通，防止因缺乏沟通导致问题产生。不能自行处理解决的问题，待各专业商讨后上报。

参考文献：

[1]陈天翔.《电气试验》.中国电力出版社，2016.

[2]陈家斌。《电气设备故障检测诊断方法及实例》.北京：中国水利水电出版社，2003.

作者简介

马顺青（1994—），男，助理工程师，学士学位，从事电力系统设备的电气试验工作。