电容式电压互感器试验数据异常处理方法研究

电容式电压互感器试验数据异常处理方法研究

苏刚 彭羿霖 杨洋 赵中海 陆灵骍

贵州电网有限责任公司遵义供电局    贵州省遵义市：563000

摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国综合国力的提升，也带动了电力行业的飞速发展，我们了解到，电压互感器主要用于电能计量，对电力网的电压进行测量，同时也用于保护自动装置。电压较高时，直接测量对人身安全威胁较大。电压不高，但母线短路容量较大，发生短路后对人身安全威胁也较大，这时应使用电压互感器。为了使二次设备标准化，电压互感器的二次输出电压为100V。

关键词：电容式电压互感器；试验数据；异常处理

电容式电压互感器（CVT）近年来在电力系统中已广泛使用，因CVT本身的结构、性能特点，在系统运行中带来一些新的课题需要研究。CVT包括两个部件：电磁单元和电容分压器，该电路实现了功率线路载波接口上的电容器与变流器的连接。其主要功能有保护、数据测量、远距离通讯、同步检测、监测等，因其瞬变、绝缘特性好、造价低廉而应用广泛。这种传动装置的结构无论是从理论上还是在实际应用中都是很有意义的。但是由于工艺水平、设计能力、原材料等原因，传动装置的质量问题较多，容易造成二次电压等多种原因。在电力系统中，异常事件是最普遍的一种故障，它会对电力系统的稳定和安全产生一定的影响。针对110kVCVT试验中出现的异常碰撞现象，提出了对事故现场CVT故障进行评估、分析、修复的对策。

1CVT结构的简单概述

CVT以串联电容为主体，用电磁变压器进行减压隔离，并对其进行测量，并对继电器进行保护。另外，CVT还可以与载波直接相连，利用传输线路进行远距离通讯、高频线路保护、远程遥控等功能。与常规的电压互感器比较，该方法更加经济、更加安全。实际上，传动系统由电容器C1与分压电容器C2构成，中间电容器由中间变压器和补偿电抗器构成。在此基础上，以中间变压器及补偿电抗器为非线性电感器，电容分压器、补偿电抗器及中间变压器构成电容式电感器。在某些情况下，电路中会产生过电压、共振现象。

2电压互感器分类

按照相数分类为三相结构和单相结构。因电压互感器身体体积不大，容量小，三相高压管间的内外绝缘要求很难满足，所以绝大多数产品是单相结构，只有3～15kV的产品有时候会采用三相结构；按绝缘介质分有干式、浇注式和油浸式三类。通常专供测量用的低电压互感器是干式，高压或超高压密封式气体绝缘（如六氟化硫）互感器也是干式。35kV及其以下的电压互感器采用浇注式，而油浸式适用于35kV以上的产品；按照绕组数分为多绕组和两绕组两类。专门用于测量的电压互感器除一次绕组以外，只剩一个二次绕组给测量仪表供电。专供于电力系统当中的电压互感器，须有两个二次绕组或者一个二次绕组输出信号，互感器须做成三或者四绕组互感器。

3CVT试验的安全要求

在对CVT异常进行检查时，必须遵循下列规定。首先，依据作业单，结合现场实际，完成作业单上的带电作业，并检验作业单上的安全措施是否符合要求。其次，为了确保被测电压变压器与其他装置的导线间的安全距离，在变压器的顶端发现高压电线，用绝缘绳、隔离开关等进行紧固。绝缘开关应采用特殊的地线接地。其三，详细地确定被测变压器的一次、二次分接头，尤其是二次分接头。其四，在工作过程中，应至少有两位工作人员，工作应严格遵守有关的变压器检验规程。在低速时，增益一定要保持恒定。如果出现异常情况，可以将压力降到最低，停止运行，并查找偏差。其五，确定试验线路与非试验线路之间的安全隔离，防止接线误差，所有设备接地，电源绝缘良好，接地良好，能有效保障测试的安全性。

4电容式电压互感器电压异常故障分析

首先是空母线谐振。小电流接地系统的母线投产时除电压互感器和LA外没有接地点。由于三相对地电容不平衡，所以对地电压不一样，当电压互感器的感抗和母线对地容抗相等时产生谐振。谐振不严重时，三相对地电压有不同程度的上升和下降，严重时相电压可超过线电压，同时电压表有不同程度的抖动、线电压不变。消除的方法是改变系统对地电容，一般在空母线谐振时发出所内变、电容器、一条线路等谐振便会消除。在开口三角接线处加装消谐装置或消谐电阻也能在一定程度上抑制谐振。母线投运时接入消弧线圈可以有效抑制谐振，发出配电线路后（必要时）再将消弧线圈退出。其次是高压保险熔断。高压保险熔断给电力运行带来极大的危害，严重影响电力正常使用。

5CVT实验数据异常与详细调查

5.1CVT实验数据异常情况

该区域的变电站的电压为110kV。在电网运行中，110kV故障记录仪频繁发生母零序电压超限的情况。当发生故障时，工作人员无需切断电源，直接测量二次电压的输出，得出A、C相和B相的电压值。若传动装置工作正常，则电压为1V。在继电器的情况下，其额定电压为8V。通过调出I母线展开电压遥测，发现一次三相母线的电压分别是66kVA、67kVB、66kVC。现场对传动装置进行了检测，没有发现任何异常的声音，发现主电源二次输出电压为II，电压值为正常。

5.2对实验过程进行分析

事故发生后，有关部门对CVT进行了全面的检测，以确定事故的起因。二次回路的断电试验没有发现任何异常，工作人员开始检测电容、极间隔离、变速器介质损耗等问题。具体应用中，采用2500伏欧姆表进行电极绝缘电阻的测试，AI-6000电桥的损耗、自激的检测、2KV的电压计的测量。

5.3对故障数据展开分析

通过对比国内外著名品牌及实测资料，发现在CVT中，B相主电容的绝缘电阻较低，小于有关标准，且电极之间的绝缘电阻不小于5000MQ。主电容与额定容量有12.5%的差距，超出了发电站安全检测规范规定的容限标准。另外，主电容和预计测试值之间的误差分别为12%和±2%。在介损方面，主电容损失较大，超出有关规定的0.25%以下。对CVT进行测试，发现A、C两项测试的数据都是正常的。在事故后，电容式分压器的测量结果有了改变。二次电压异常后，B相CTV的主要故障是分压电容、绝缘下降、介质损失增大，肯定是由于电容短路、湿度等原因所致。

5.4对数据异常的因素进行分析

因为场地条件的限制，传动装置需要送回工厂进行修理。传动装置出厂后拆卸检查，确认主电容器有水蒸气的迹象，其他零件都是正常的。通过对其内部结构进行了细致的检测，发现其外形金属传动膨胀器内存在气泡，其原因是内部介质与外界的交互作用，造成了主电容的受潮。结果表明：在探测时，主电容电极之间的绝缘性能下降，介质损失增大，电容量增大，但对分压电容无影响。尽管C2的数据是正常的，但是由于主电容的增加，母线的分压时间压负荷也相应地比常规负荷大。

当中间电压上升时，通过中间变压器时，二相线圈的输出电压也会上升，造成三相二次电压失衡，使输出电压断开。由于三相线圈的电压在9V左右，因此，记录器母线零序电压常常会出现短路现象。为了确保变压器的安全，应及时更换湿式主电容器，并将其换成铅皮，以确保各分接部位与变压器之间的密封性。

6结束语

电容式电压互感器是变电站重要的电力设备，由于电容型变压器在断电时维护起来很困难，因而在发生事故后会产生很大的影响，安装和维护的时间也比较长。因此，在生产传动装置时，必须改善分压电容器与电磁元件之间的中压套管的绝缘性能、力学性能，增强其密封性。通过对设备的在线监测，可以实现对设备故障的实时、准确和快速的诊断。通过对试验数据的分析，及时发现并解决故障，保证装置的正常运转，从而推动电力工业的发展。

参考文献

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