一起110kV 电压互感器电磁单元局部发热异常分析与处理

谢斯晗，刘昌标，吴承福，李文燕，张翾喆

（国网浙江省电力有限公司超高压分公司，浙江 杭州 311232）

电容式电压互感器（TYD）是通过串联电容器分压将一次高电压变为供计量、测量及保护用的二次低电压，电容式电压互感器还可以将载波频率耦合到输电线，作为远方测量、长途通信、遥控、电传打字、选择性的高频保护等。与电磁式电压互感器相比，电容式电压互感器可以有效防止铁心饱和引起的铁磁谐振。

部分电压互感器电磁单元第三绕组上装有速饱和电抗器型阻尼器，其作用是抑制CVT 可能产生铁磁谐振，其工作原理是在电压小于临界值时阻抗极大，使得回路相当于断路，而在电压略高于临界值时阻尼电阻导通，从而能有效抑制谐振。

本文针对巡视过程中发现的电压互感器电磁单元温度异常现象，通过外观检查，后台电压数据核对，红外精确测温，实验室解体，最终确定发热原因为阻尼器金属罩壳与油箱内壁之间存在搭接形成了金属闭合回路导致发热，并对此类发热可能导致的后果，后续处理措施进行了总结，对今后同型号设备、相似结构设备的日常巡视及检修具有指导意义。

1 异常情况

1.1 设备基本情况

检测对象为某变电站1 号主变110kV 侧压变、2 号主变110kV 侧压变，生产厂家江苏XX 互感器有限公司，TYD110/√3-0.01W3。现场所用红外热像仪生产厂家FLIR，型号T630sc。

1.2 现场检查情况

某日，巡视发现2 号主变110kV 侧压变C 相电磁单元比A、B 相高2℃左右，1 号主变110kV 侧压变B 相电磁单元比A、C 相高2.4℃左右。查询前次检修试验记录，包括检修作业执行卡，验收记录，检修电容分压器的主绝缘、介损及电容量，中间变压器的二次绕组绝缘电阻、N 点绝缘电阻，均未见异常。采用T630C 红外测温仪对1 号主变110kV 侧压变、2 号主变110kV 侧压变电磁单元进行精确测温，数据如表1 所示。

表1 红外检测数据

从图1 ～4 中可以看到，1 号主变110kV 侧压变三相、2 号主变110kV 侧压变三相电容器本体、电磁单元无大面积或整体发热现象，但1 号主变110kV 侧压变B 相、2 号主变110kV 侧压变C 相电磁单元均存在局部热点，且局部热点均位于电磁单元油位观察窗与二次接线盒之间的圆角棱边上，其中1 号主变110kV 侧压变B 相电磁单元热点与A、C 两相相同部位温差约2.1℃，2 号主变110kV 侧压变C 相电磁单元热点与A、B 两相相同部位温差约2.1℃。

图1 1 号主变110kV 侧压变红外检测图谱

图2 2 号主变110kV 侧压变红外检测图谱

图3 1 号主变110kV 侧压变B 相

图4 2 号主变110kV 侧压变C 相

根据厂家提供的该型号压变电磁单元内部结构示意图5 可看到，电磁单元局部热点位置对应的油箱内部元件正是并接在第三绕组上的速饱和电抗器型阻尼器，其作用是用于抑制CVT 可能产生铁磁谐振，其工作原理是在电压小于临界值时阻抗极大使得相当于断路，而在电压略高于临界值时，阻尼电阻导通从而能有效抑制谐振。

图5 压变电气原理及电磁单元内部结构示意图

图6 油位计内部结构

另外，现场检查设备外观无渗漏油、异响等明显异常现象，查看后台保护装置上二次电压采集正常。

1.3 设备解体情况

对压变电磁单元进行解体，该型号压变电磁单元内所使用的阻尼器外部有一个金属罩壳（与电磁单元油箱外壳同为碳钢材料），金属罩壳表面以及油箱内壁均喷有绝缘漆，如图5 所示。在正常情况下，阻尼器的金属罩壳与油箱之间通过阻尼器中间的支柱及固定螺栓进行连通，但是阻尼器金属罩壳边缘与油箱之间距离仅有几毫米空隙，当人工装配阻尼器金属罩壳时有所偏差，金属罩壳极易与油箱内壁发生接触，在设备长期运行过程中，由于振动导致阻尼器金属罩壳与油箱之间的绝缘漆脱落，形成了“金属罩壳-油箱壁-支柱及固定螺栓-金属罩壳”闭合回路，当阻尼器通有交流电压时，上述闭合回路内将会产生一个感应电流，而金属罩壳与油箱壁接触处为点状接触，接触电阻大，因此该处将会呈现明显的局部热点。

因此，综合以上现场检测以及检查结果，判断1 号主变110kV 侧压变B 相、2 号主变110kV 侧C 相电磁单元存在局部热点原因为阻尼器金属罩壳与油箱内壁之间存在搭接形成了金属闭合回路。阻尼器金属罩壳并不串接在阻尼回路中，基本不影响压变一、二次回路的正常运行，但“金属罩壳-油箱壁-支柱及固定螺栓-金属罩壳”闭合回路与阻尼线圈之间电场相互作用，可能会对阻尼器的伏安特性存在影响。

2 结语

1 号主变110kV 侧压变B 相、2 号主变110kV 侧压变C 相电磁单元存在温差约2.1K 的局部热点，热点均位于电磁单元油位观察窗与二次接线盒之间的圆角棱边上，对应油箱内部阻尼器安装部位，根据现场检测、检查结果以及内部结构示意图，初步判断电磁单元存在局部热点原因为阻尼器金属罩壳与油箱内壁之间存在搭接形成了金属闭合回路。

由于阻尼器金属罩壳并不串接在阻尼回路中，不影响压变一、二次回路的正常运行，但“金属罩壳-油箱壁-支柱及固定螺栓-金属罩壳”闭合回路与阻尼线圈之间电场相互作用，可能会对阻尼器的伏安特性存在影响。

3 后续运维检修建议

（1）加强驻厂监造对设备制造工艺流程的管控，提高损伤或潜在损伤元件的出厂检测率，确保产品出厂质量合格。（2）加强对同型号设备、相似结构电容式电压互感器的红外跟踪检测，积极开展电容式电压互感器及其电磁单元的在线监测工作,及早发现设备缺陷，排除事故隐患。（3）加强巡视力度，发现电容式电压互感器存在油位异常、二次电压异常、异响等情况时，结合带电检测、停电试验等方式进行检查处理，防止事故扩大。