CVT二次电压异常分析与处理

吴祖现

（广东电网有限责任公司江门供电局,广东 江门 529000）

CVT二次电压异常分析与处理

吴祖现

（广东电网有限责任公司江门供电局,广东 江门 529000）

对变电站运行中的110kV CVT（电容式电压互感器）频繁发送电压越限告警，常规电气试验及二次回路检查均无发现异常。利用高电压法测量CVT电容量，发现随着施加电压的升高，三相CVT均有电容量增大的现象，判断该CVT存在电容量击穿的缺陷,总结出运行设备有异常现象,在常规方法不能检测出来的时候，要认真细致思考，敢于大胆采用非常规手段找出异常设备的真正故障原因所在。

越限告警；高电压法；电容量；击穿

0 前言

电容式电压互感器二次交流电压回路的正常运行，是保证距离保护正确工作的主要因素之一。但是在运行实践中，由于种种原因可能造成保护失压和不正常测量而导致继电保护的不正确动作，从而影响电网系统的正常运行，故障所产生的后果是使继电保护装置的电压降低或消失，对于反映电压降低的保护继电器和反映电压、电流相位关系的保护装置，譬如方向保护、阻抗继电器等可能会造成误动和拒动。

本文对一台运行在110kV母线上的CVT二次电压，在日常运行中频繁发送电压越限告警，经电气试验分析结果为部分电容击穿，为此提出试验人员如何尽早发现CVT类似故障现象，确保设备安全运行进行探讨。

1 故障情况及现象分析

从2016年03月17日以来，110kV沙冈站1M CVT频繁发送电压越限告警（A相：61.1 V、B相：63.5 V、C相：63.3V，设置值61.4V）。该CVT厂家为西安电力电容器厂，型号：TYD110/-0.02H，出厂日期：2001年11月。

在2016年03月22日申请1M CVT停电进行电气试验检查，对该CVT进行了一系列常规试验：绝缘电阻、电容量和介质损耗因数试验，试验结果显示为合格。出现此原因可能在一次设备也可能在二次设备，后经继保班相关专业人员多次仔细检查二次回路确无发现异常后申请复电，但CVT复电后仍频繁发送电压越限告警信号。

由CVT结构原理图可知，正常运行时， CVT整台承受系统电压，经C1、C2分压后，由T变压输出相应的电压供保护、测量装置。一般情况下，分压电容器C2和油箱电磁单元承受的额定电压为10～20 kV。初略分析可知，如C2内部部分电容被击穿短路，会造成C2的电容量增大，若C1电容基本不变，则运行中C2分压的电压(T的一次侧电压)将减少，从而造成T的二次侧输出电压降低；反之，若C1内部部分电容被击穿短路，会造成C1的电容量增大，若C2电容基本不变，同理运行中C1分压的电压将减少，在母线实际电压基本稳定不变的情况下，C2上将分得更大的电压(T的一次侧电压)从而造成T的二次侧输出电压升高。

当然，也有其他原因可能会引起CVT二次电压的异常出现，例如：

（1）二次电压波动：引起的主要原因可能为，二次连接松动；分压器低压端子未接地或未接载波线圈；电容单元可能被间断击穿的;铁磁谐振引起。

（2）二次电压低：引起的主要原因可能为，二次连接不良；电磁单元故障或电容单元C2损坏。

（3）二次电压高：引起的主要原因可能为，电容单元C1损坏;分压电容接地端未接地。

（4）开口三角形电压异常升高：引起的主要原因可能为，某相互感器的电容单元故障。

针对有可能是谐波对系统电压的形成影响，在2016年03月23-24日，对110kV沙冈站#1主变的变高侧和变低侧、#2主变的变高和变低侧共4个点进行为期2天的谐波监测，谐波电流、电压均低于国标限值。通过谐波监测，这也可以排除主网设备或用户产生的谐波对系统电压的影响。

根据以上情况分析，常规电气试验及二次回路检查均无发现异常，但重新将CVT投入又断续出现频繁发送电压越限告警，我认为，出现此故障一定是CVT的本体出现问题。但是试验结果却偏偏告诉我们，各项数据符合规程的规定标准，换言之，这CVT是一个合格产品。必须对CVT本体各个环节重新试验，务必找出其中原因，于是我提出对CVT增加电压变比、二次绕组直流电阻测量。在2016年04月14日，经申请停电后，我们对CVT的二次侧再次进行检查,并测量绝缘电阻、电容量和介损、电压变比、二次绕组直流电阻。试验结果却再次打击我们的士气，各项数据仍然在合格范围。

电容量及介损测试：

表1

通过认真仔细思考，运行中CVT的电压是63.5kV,而我们试验过程中所加的电压最高为10kV，是否试验电压不够高，故障现象没有显现出来呢?根据运行情况及试验情况，初步分析怀疑CVT的电容器元件在高电压下有击穿现象，在常规低电压下绝缘又恢复。为进一步确认CVT状况，我们决定对CVT进行高电压下的介损、电容量及变比等诊断性试验。从理论上知道高电压法是可行的，但是我们以前还没有真正的试验过。为此，我们马上向部门申请，要求拿一台110kV串联谐振装置来模拟运行电压，对CVT进行高电压试验。

为了方便观察，随着电压的升高，CVT本体电容量的变化，我将试验电压平均分成了十个升压点，在每一个升压点都做了一个电容量及介损的测量，以便观察在不同的电压下， CVT的电容量变化情况。在高电压试验过程中，伴随电压的逐步升高, 在CVT本体内，有时会出现电容击穿的放电响声，与此同时，通过介损仪测试中也体现了电容值的变化。

本次我们对CVT进行了绝缘电阻、高电压介损和电容量、变比等项目试验，随着施加电压（0～63.5kV）的升高，三相CVT均有电容量的增大，而且B、C两相的介损都超出了规程标准。在高电压介损试验后，其电压变比也变小。

2 试验结果分析

根据试验结果，CVT三相电容量变化虽然没有超出规程规定的额定值-5～+10%范围，但随着施加电压的升高，三相CVT均有电容量增大的现象，这说明在高电压下有电容元件的击穿。三相电容量变化引起的电压变化与运行中的情况相符：14日停电前测量的CVT三相二次电压分别为59.7V、62.1V、61.8V，与试验变比计算值59.5V、61.8V、 61.6V相符。同时B、C相的介损值超出规程0.4%标准。根据电容量变化情况和介损值超标，初步判断三相CVT均有电容元件被击穿，建议更换三相CVT。

3 总结与建议

（1）对CVT电压异常，首先我们要对其二次进行详细检查，确定异常电压是一次设备还是二次设备引起。通过常规方法找出原因所在，也要分析其它原因，如谐波对系统电压的形成影响。

（2）构成CVT分压器的电容器是由不同数量的电容元件串联构成的，在运行过程中，当发生电容元件损坏时，剩余的电容元件所承受的电压会升高；损坏的元件越多，其它元件所承受的电压越高，更容易引起绝缘击穿，并形成一种恶性循环，最终导致烧毁甚至爆炸。故当怀疑CVT有可能异常时，处理过程必须慎重、妥善。

（3）在怀疑CVT的一次设备有问题时，在常规方法不能有效检查出，我们要敢于采用非常规的方法，如高电压法。在试验前仔细确认每个试验步骤的实施细则，做好各方面的风险预想，做到胸有成竹，确保试验的准确与安全。

（4）判断设备是否合格，不能单单从它的判断标准来定，更要视其变化过程来定。

[1]陈化钢编著.电气设备预防性试验方法[J].水利电力出版社,1994(09).

[2]李建明,朱康主编.高压电气设备试验方法[J].中国电力出版社，2001(08).

[3]中国南方电网有限责任公司.电力设备预防性试验规程[J]. CSG114002-2011.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.155