一起CVT油箱温度异常的分析与处理

张广东，王 锋，张玉刚，王晓琳，罗红英

(1.国网甘肃省电力公司电力科学研究院，甘肃 兰州 730050；2.国网甘肃省电力公司，甘肃 兰州730020；3.国网甘肃省电力公司金昌供电公司，甘肃 金昌 737100)

一起CVT油箱温度异常的分析与处理

张广东1，王 锋2，张玉刚2，王晓琳3，罗红英3

(1.国网甘肃省电力公司电力科学研究院，甘肃 兰州 730050；2.国网甘肃省电力公司，甘肃 兰州730020；3.国网甘肃省电力公司金昌供电公司，甘肃 金昌 737100)

介绍了一起35 kV电容式电压互感器(CVT)运行中油箱异常发热处理实例，采用现场试验和解体检查的诊断方法，查明了造成CVT电磁单元油箱温度异常的原因。结合历史运行数据，对CVT电容器和电磁单元常规检查和试验结果进行了分析比对。

电容式电压互感器；油箱；发热故障；油式自愈式电容

0 引言

电容式电压互感器(capacitor voltage transformer，CVT)具有绝缘结构合理，强度高、铁磁谐振抑制性能好等优点，在110 kV及以上电网中得到了广泛应用。运行经验表明，CVT运行异常的故障类型主要有：电容量变化、中间变压器故障、阻尼器故障、保护避雷器故障、二次接线错误等，会导致CVT二次输出电压异常、阻尼器元件损坏、本体发热等缺陷；引起保护装置误动作、测量精度降低，严重影响电网的安全运行。

根据《电网设备状态检修试验规程》要求，对运行中的CVT进行红外精确诊断是CVT例行试验项目之一。红外检测数据是CVT重要的状态量，由此可对其运行状态进行综合评估，为状态检修工作提供依据。电网设备红外检测技术由于具有不停电、不取样、不接触，直观、准确、灵敏度高及应用范围广泛等优点，可预先准确判断运行设备内部缺陷，对保证电网安全稳定运行和提高设备运行可靠率具有重要作用。

1 故障情况

2015-09-16至2015-09-18，带电检测人员在对辖区内的2座110 kV变电站进行例行巡检时，共发现5台35 kV CVT油箱温度异常的缺陷，最高温度达到26.8 ℃，而相邻相和其他同类型CVT的相同部位仅为16 ℃左右。其中一台互感器红外图谱如图1所示，由图中可明显看出B相油箱温度异常。

图1 异常互感器红外图谱

为进一步确定异常原因，检修人员进行红外精确测温，确认5台35 kV电容式电压互感器油箱温度异常。于是对上述异常CVT进行停电诊断性试验，查找异常原因。将异常设备送至检修车间进行诊断性试验，发现CVT介损超标、电容量与初值相差较大，随后安排对故障设备解体，查找原因。

2 故障分析

2.1 诊断性试验

试品型号：TYD35/3-0.02 FH；额定电压比:(35/ 3)/(0.1/ 3)/(0.1/ 3)/(0.1/3)；额定一次电压：35/3；出厂日期：2008年6月。

为进一步查找异常发热原因，2015-09-22，对异常CVT停电进行诊断性试验，试验项目包括本体绝缘电阻测试、二次绕组直流电阻测试和介损及电容量测试，测试结果如表1-4所示。

表1 绝缘电阻 MΩ

表2 二次绕组直流电阻 mΩ

表3 整体介损测试结果

表4 C1/C2介损测试结果

从表1-4测试结果可以发现：

(1) B相绝缘电阻略小于其余2相，但在规程规定的合格范围之内，绝缘电阻应无异常；

(2) 二次侧绝缘电阻与上次试验结果无差异，二次绝缘电阻无异常；

(3) 从电容量测试结果分析，B相整体电容C偏小，与额定值相差-18.7 %，超出状态检修试验规程规定的范围(±2 %)；

(4) 从介损测试结果分析，B相介损明显增大，相间差达到168 %，属严重缺陷；高压电容C1，tanδ1，中压电容C2，tanδ2与额定值相比变化不大。A相、C相试验数据正常。

随后又对B相电容本体及电磁单元取油样进行色谱分析，除H2含量略高于状态检修试验规程标准，其余试验数据均正常，由此排除了电容器受潮的可能。

通过对表1-4数据的综合分析，结合CVT近年来的运行状况，初步判定B相CVT电磁单元内部存在异常故障。

2.2 解体检查

鉴于现场诊断性试验未查明故障原因，2015-09-24，对怀疑内部故障的B相CVT进行解体。解体发现电磁单元内部接线正确无异常，绝缘油清澈，未见异常放电或击穿痕迹，中间变压器线圈绝缘良好。再对电磁单元中的补偿电抗器L、保护装置F中的避雷器及二次绕组阻尼器中的电容器进行绝缘试验，除二次绕组阻尼回路并联电容器电容量为0，绝缘电阻为0外，其余元件均无异常。按照电容器铭牌，此电容器电容值应为200 μF，表明该电容器内部已被击穿。

2.3 原因分析

CVT电磁原理及阻尼回路内部原理如图2、图3所示。由此可知，此类型互感器二次绕组阻尼器采用谐振型阻尼器，在正常工作状态(工频)下电感和电容处于并联谐振状态，相当于开路状态，阻尼电阻不接入。而当发生分频谐振时，电感电容的谐振条件被破坏，电阻接入，抑制谐振，但其暂态响应相对速饱和阻尼器较差。

图2 电容式电压互感器原理

图3 谐振型阻尼器原理

正常运行时，阻尼器中的电容与电感并联谐振，阻尼器呈高阻态，流经电阻的电流为几mA，发热功率为l mW。当阻尼器中并联的电容器被击穿后，谐振回路处于短路状态，辅助绕组上的100 V电压全部加在其电阻元件上，导致回路长期通流发热，电磁单元油箱异常温升。另外，此互感器二次绕组阻尼回路自愈式电容击穿致使补偿电抗器被部分短路，引起电磁单元电感、电容的变化，从而用反接法测出的整体电容C、介损有明显变化(与出厂试验值相比)。

3 故障处理

针对该类型电压互感器试验及解体检查所发现的问题，联系生产厂家对红外测温发现异常的5台电压互感器二次绕组阻尼回路自愈式电容进行更换，全部更换为油式自愈式电容。此电容器较干式电容拥有更强的自恢复能力，且不易击穿。

将异常互感器处理后进行诊断性试验，所有试验数据均无异常，与出厂试验值误差均在合格范围之内。带电投运后，多次红外精确测温结果均合格。

4 结束语

(1) 电容式电压互感器油箱发热故障通常是由于电磁单元内部(如高压引线接地)或外部(如外部二次回路短路)故障使补偿电抗器保护电阻或阻尼器阻尼电阻长期通流发热所致。而在正常状态下，保护电阻或阻尼器电阻无电流通过或只有极小的电流通过，不会造成油箱温度异常。

(2) 由于电阻长期通流过热造成油箱发热的故障具有温升高且温度上升快的特点，利用红外热成像仪测温能够准确、及时地发现。

(3) 对于红外测温异常的运行设备应引起足够的重视，要及时查找异常原因，必要时停电更换，避免事故进一步扩大。

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2016-07-22。

张广东(1983-)，男，高级工程师，主要从事电网设备运维管理及状态评价工作，email：guangdong_gs@126.com。

王 锋(1977-)，男，高级工程师，主要从事输变电设备状态检修管理工作。

张玉刚(1974-)，男，高级工程师，主要从事输变电设备智能运检管理工作。

王晓琳(1962-)，男，工程师，主要从事输变电设备检修管理工作。

罗红英(1976-)，女，高级技师，主要从事输变电设备状态检测管理工作。