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500kV电容式电压互感器电压异常原因分析


500kV 电容式电压互感器电压异常原因分析 【摘要】 电容式电压互感常见的异常现象主要有二次电压波动、 二次电压低、 二次电压高、电磁单元油温过高、运行时有异音等。因此结合运行实际,对变电 站中 CVT 监测母线电压偏高现象进行分析。 【关键词】电容式;电压互感器;异常;分析 电容式电压互感器 (CVT) 是由电容分压器和电磁单元组成具有独特结构的 电气设备, 其电磁单元的二次

电压实质上与施加到电容分压器上的一次电压成正 比,且其相位差接近于 0。在 220kV 及以上电压等级变电站中,由于电磁式电压 互感器的制造难度不断增大, 电容式电压互感器以结构简单、造价不高等优势更 显突出。目前,500kV 及以上电压等级电压互感器绝大部分采用电容式电压互感 器。电容式电压互感器原理如图 1 所示。 图 1 电容式电压互感器原理图 1.CVT 二次电压异常检查 某 500kV 变电站 2 号主变一次电压互感器采用电容式电压互感器,型号为 TYD2/槡 3-0.005H,生产日期为 2006 年 8 月,共 3 台,2007 年 6 月投入运行。 2008 年 8 月进行新设备投运后首次试验,试验数据与出厂试验数据无明显变化。 2012 年 9 月,发现 2 号主变一次电压偏高于系统母线电压,对 2 号主变一次电 压进行数据对比, 并对电压互感器二次电压进行电压实测,实测值折算后与监控 系统显示电压基本一致,三相对比,C 相电压相对偏低。调用 2011 年 2 月 23 日 至 2012 年 9 月 9 日监控系统数据,显示 2 号主变一次电压偏高。检查 2 号主变 一次电压互感器二次接线箱、端子箱、测控屏、保护屏接线良好,CVT 外观检 查无异常。根据检查及实测情况分析,认为 CVT 设备内部可能损坏,初步分析 认为是电容单元电容元件存在局部击穿。因此,对主变一次 CVT 进行更换后, 现场对电容单元进行了介质损耗及电容量试验,试验数据与 2008 年预试结果进 行对比分析,发现 A、B、C 三相介质损耗和电容量均有一定程度的增加,根据 电容量增加数值,可以粗略计算出电容元件击穿的数量,结果如下: A 相:电容量增加 1300pF,估算击穿 12 个元件,上节与上次试验数据比较 电容量增加 650pF,第二节与上次数据比较电容量增加 650pF; B 相:上节与上次试验数据比较电容量增加 1450pF,估算击穿 14 个元件; C 相:上节与上次试验数据比较电容量增加 570pF,估算击穿 5 个元件。 2.解体前试验 3 台 CVT 设备返厂后,厂家重新对电容单元进行了介质损失角和电容量试 验,试验结果如表 1~表 3 所示。 表 1 原 A 相 CVT 试验数据 表 2 原 B 相 CVT 试验数据 表 3 原 C 相 CVT 试验数据 由表 1~表 3 可以看出三相 CVT 介质损失角增加最大的均为上节 C11,其 次为中间节 C12,第三节 C1、C2 变化最小。 3.解体检查 对试验后的 3 台 CVT 共 9 个电容单元全部进行解体,对电容分压器中的芯 子进行逐个检查。对分压器每个元件进行 2.15kV 的直流耐压试验,找出击穿元 件的数量和分布情况,把击穿短路元件进行解体,找出击穿点位置,并查看击穿 点损坏情况和元件制造质量,解体检查情况如下。 a.A 相分压器 C11 从上往下数第 11、16、30、31、52、66 个元件击穿,与 解体前测试结果吻合,第 11 个元件击穿情况如图 2 所示。 b.A 相分压器 C12 从上往下数第

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