电容式电压互感器二次电压异常分析与处理

谭其勇

摘 要 本文根据电容式电压互感器（CVT）的结构和工作原理，分析了北海供电局220kV冲口变电站220kVⅠ段母线电容式电压互感器二次电压降低的原因，提出了处理措施及运行防范措施，并提出了关于CVT产品技术发展的若干看法。

【关键词】变电站 电容式电压互感器 二次电压降低 处理措施 技术发展

1 原因分析

1.1 CVT原理简介

电容式电压互感器包括电容分压器和电磁装置两部分。电容分压器又包括高压电容器C1（主电容器）和串联电容器C2（分压电容器），其中C1由C11、C12两个电容串联组成。电磁装置将分压电容器上的电压降低到所需的稳定的二次电压值，供继电保护和计量、测量等回路使用，其接线原理图如图1所示。

1.2 停电试验分析

针对220kV冲口变电站220kVⅠ段母线电容式电压互感器二次电压降低的原因，首先是继电保护人员对相关的二次回路进行了详细检查，测量各节点的电压值，结果发现从主二次绕组到接线端处引出的电压就下降了，并非由二次回路引起，这说明可能是CVT内部有局部故障。为了查清CVT内部出了什么问题，8月25日，高压试验工作人员对CVT进行停电试验，部分试验结果如表1所示。

电压异常未发生前，同年4月及上次预试测试数据，与电压异常后，缺陷相B相停电测试电容值及介损的比对数据如表2所示。

结论：电压异常后，停电测试，由以上数据明显可见，在无法与额定电容量对比情况下，只能三相进行比对，B相电容分压器C2电容量比其它两相大2000PF左右，明显增大。同时，B相电容分压器C2的介损值为0.211%，虽然未超出规程规定的不大于0.4%，但是其介损明显比A、C相两相偏大好多，且B相下节（即C12+C2）介损值，较2007年10月22日测试值0.049%，增大151%，较2008年4月24日测试值0.062%，增大98.39%，增大趋势明显，可见B相电容分压器C2电容应存在一定的缺陷。

1.3 原因分析及试验数据的验证

事情原因经过，2008年8月运行值班员巡视发现220kV冲口变220kVⅠ段母线电压不平衡，一次电压不平衡，且B相二次电压较其他两相偏低，仪表显示 A、C相：60V ；B相：58V ，二次电压异常。

试验数据的验证如图2所示。

假设C2两端电压为U2，线路电压Un为220kV，C1为C11与C12串联的电容值，则有：C1=C11*C12/（C11+C12），U2=C1*（Un/√3）/（C1+C2）。

已知：B相CVT数据：C11=20.19nF， C12=29.83 nF，C2=62.71 nF；C相CVT数据：C11=20.37 nF，C12=30.03 nF，C2=60.81 nF。

则对B相来说：C1=C11*C12/（C11+C12）= 20.19*29.83/（20.19+29.83）=12.04 nF；U2= C1*（Un/√3）/（C1+C2）=12.04*（220/1.732）/（12.04+62.71）=20.45kV。

对C相来说：C1=C11*C12/（C11+C12）=20.37*30.03/（20.37+30.03）=12.13 nF；U2= C1*（Un/√3）/（C1+C2）=12.13*（220/1.732）/（12.13+60.81）=21.09kV。

C、B相电压比值=21.09/20.45=1.031。

电压互感器二次仪表显示：C相：60V、 B相：58V；两者之比=60/58=1.034。仪表显示结果与停电测试计算结果相符，表明：

（1）电容量试验结果准确。

（2）中间变不存在问题。

（3）B相C2电容量比C相大许多，可能是其串联小电容已部分击穿。

（4）B相C2介损较C相大许多，可能与试验时，被击穿的电容在试验电压下放电有关。

一般电容分压器C2有电容击穿，即C2电容量变大，使得分压比C1/（C1+C2 ）变小，UC2=U* C1/（C1+C2 ），变小，即仪表显示的电压变小。主电容C1电容有击穿时，相反仪表显示的电压变大。

试验人员检查出B相CVT的电容分压器C2电容单元存在缺陷后，随即对220kV冲口变电站220kVⅠ段母线B相CVT进行更换，更换后，220kVⅠ段母线电压三相恢复平衡，电压互感器二次侧仪表显示电压正常，三相平衡，表明确实由于B相CVT的C2电容单元缺陷引起的二次电压异常。

2 相关对策

（1）加强运行中的红外跟踪检测，及时发现CVT内部制热型缺陷，发现同类设备在相同运行工况下的温差变化。

（2）对在运行中的CVT进行密封检查，防止密封垫老化渗水，防止电容分压器进水受潮，损坏电容元件。

（3）加强对运行中电压互感器二次电压的监视。

（4）加强预试定检及试验数据的分析比对，开展同厂家、同类产品、相同变电站内、不同相别设备的试验数据比对，及时发现缺陷设备，预防设备故障的发生，确保电网的稳定运行。

（5）要求厂家在设备工艺上严格把关，对设备监造、设备出厂试验、交接验收试验严格把关。

3 结语

电容式电压互感器在电力系统中的应用十分广泛，像这种分压电容部分被击穿的缺陷，随着运行时间的增长很有可能发生，在其它单位也发生过类似缺陷。为此，除了以上提到的要求运行人员加强运行巡视，检修人员认真做好每年的预试工作等预防措施外，条件许可的话，建议变电站内装设容性设备在线监测装置，随时监测电容式电压互感器的电容量及介损值的变化，及时掌握设备运行工况，以保证设备的安全运行。

作者单位

广西电网有限责任公司北海供电局 广西壮族自治区北海市 536000