一例220kV電壓互感器變比極性異常分析判斷

朱仲燊

廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東江門 529000

一例220kV電壓互感器變比極性異常分析判斷

朱仲燊

廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東江門 529000

電壓互感器（Potential transformer 簡稱PT，Voltage transformer也簡稱VT）和變壓器很相像，都是用來變換線路上的電壓。我局某220kV變電站220kV PT計量繞組電壓二次信號斷斷續續，最后突然消失。通過極性試驗、變比試驗、解體檢查，綜合各個數據進行分析，準確的判斷了故障類型。通過本次缺陷螺母松動原因分析，說明試驗是電力設備運行和維護中的一個重要環節，同時抓好設備制造過程中的各個環節的管控也尤為重要。

電壓互感器；極性試驗；變比試驗；解體檢查；螺母松動

1 缺陷概況

本PT型號為JDCF-220，為油浸式電壓互感器，該產品由瓷套、鐵芯、一次線圈、二次線圈、底座、金屬膨脹器等組成，鐵芯選用優質硅鋼片做材料，結構采用插片式，一次線圈和二次線圈固定于鐵芯上，內充變壓器油，二次線圈通過出線端子與外部相連。三個二次繞組分別為：測量繞組、保護繞組和剩余電壓繞組。鐵芯工作磁密低，底座設有取油閥，配置專用取（補）油裝置。2015年5月14日，我局某巡維中心發現某220kV變電站220kV222PTB相PT計量繞組電壓二次信號斷斷續續，最后突然消失。現場檢查二次接線端子、檢修箱體內部螺絲均無松動，接觸良好。但是現場試驗發現計量繞組（2a2n）直阻、變比異常，該相其余繞組及A相各繞組數據正常。測試結果如表1所示。

針對缺陷表象，測試本相的其他繞組和運行正常的A相繞組的變比和直流電阻，發現的問題為：1）2a2n繞組變比與同相同變比繞組1a1n相差接近十倍，極性為反極性。2）2a2n繞組直流電阻測量無法穩定，最低偏差為-21.4%，最高偏差為+62.3%。從以上數據判斷，該相PT存在內部的缺陷，需更換。并由此初步確定本PT缺陷在于繞組或因導電桿與引線接觸不良而引起。為進一步查找缺陷原因，將B相PT進行解體分析。

2 解體及試驗

表1 220kV222PT B相（故障相）及A相（正常相）PT停電試驗數據（現場）

表2 220kV222PT B相（故障相）及A相（正常相）PT停電試驗數據（解體前）

2.1 解體前試驗

解體前試驗內容為：絕緣油試驗、變比試驗、繞組直阻試驗。測試結果如表2所示。絕緣油數據合格，內部無放電特征氣體產生；變比恢復正常，直阻的偏差范圍更大，為-38%～-68%。

2.2 解體后檢查的情況

根據現場和解體前的試驗情況，重點檢查計量繞組（2a2n）整個回路的導通接觸狀況。檢查發現：B相222PT一、二次繞組結構良好，未發現放電痕跡，而二次繞組中的2a引出端子導電桿及螺母松動，2n端子螺母有輕微松動，其余導電桿及螺母均穩固。

為進一步驗證螺絲的松動是否引起直阻的變化，我們分別對幾類情況進行測試：1）解體后，所有接線維持不變，直接測量；2）解開繞組引線與導電桿的連接，直接在繞組引線處測量；3）將導電桿拆開后重新裝回，并連接引線，上緊螺母，保證引線與導電桿接觸良好再進行測量。數據如表3所示。

表3 220kV222PT B相（故障相）解體后試驗

從表可以看出將二次接線全部解開，裝回導電桿并上緊螺絲后測試，結果與直接在繞組引線處測量結果無明顯差別，2a2n處測量直流電阻穩定。通過解體后試驗結果并結合缺陷發生的情況，總結如下要點。

1）在解體過程中發現，B相222PT繞組結構良好，未發現放電痕跡，而二次繞組中的2a引出端子導電桿及螺母松動，2n端子螺母有輕微松動，其余導電桿及螺母均穩固

2）在解體后的繞組測試中，發現經過導電桿測量的2a2n繞組的直流電阻測試不穩定，而直接測試、將導電桿重裝并緊固螺絲后的直阻測試結果穩定，且測量結果與同變比的1a1n相近；

3）解體后未作任何處理，測得的直流電阻，2a2n偏小，是由于測試時，儀器的電流達到了額定值，而電壓受到引線接觸不良的影響，產生偏移，不能夠穩定，線圈無法達到飽和狀態，因而出現了電阻變小，且不穩定的現象。

3 缺陷原因分析

由于二次繞組與導電桿連接處螺絲無彈簧壓緊，僅用螺母卡位，如圖1所示。

圖1

在電壓互感器長期運行中，受磁場力不斷震動，導致了卡位螺母及壓接螺母的松脫，而導電桿及螺母松動，會導致連接片接觸不良，直接導致直流電阻測量時測試不穩定，發生數據的漂移及偏差。

本次試驗使用的儀器為互感器綜合測試儀，測量方法是同名端法（通過和廠家溝通確認），具體試驗方式是從高壓側加交流電壓，從低壓側感應一個電壓，通過儀器接收分析判斷來測量極性。儀器輸出電壓最高為2000V，按照變比，二次側感應出來的電壓最高也就只有1V，通過試驗數據，我們可以看出，試驗電壓為1000V左右，也就是說，二次感應電壓只有0.5V左右。在220kV交變電場中，據我們測得的最高感應電壓超過1000V，而當時現場環境是222PT0地刀分開，感應電壓比較大，且PT故障相二次繞組2a接觸不良甚至斷線，可通過感應產生一個懸浮電位，該電位是由一次側感應過來，受感應電場影響，磁通方向與儀器在一次繞組施加電壓所產生的磁通方向相反，并且該懸浮電位電壓比本應感應出來的電壓高，根據變比的原理，電壓互感器變比等于電壓比，因而導致試驗結果是變比偏低，并出現反極性現象。

4 結論

從本次PT內部檢查驗證后，核實了導電桿與引線接觸不良而引起缺陷的正確無誤性。此次缺陷的發生提醒我們，試驗是電力設備運行和維護中的一個重要環節，用以發現運行中設備的隱患，同時設備在制造過程中不能只加強關鍵點、關鍵工序的監造，還要抓好各個環節的管控。加強對細節的監督檢查，往往一個小小的配件疏忽遺漏會造成嚴重的后果，特別是像PT這種有鐵心的交變設備，因為設備在運行中會產生震動，有可能導致壓接的螺母松動，而彈簧恰恰可以有效防止該類問題出現。

[1]曹張偉.電壓互感器的極性判斷及接線[J].農村電工，2006.

[2]徐理英.電壓互感器二次側一相極性反接引起計量誤差的分析[J].昭陽高等專科學校校報，2002.

[3]Q/CSG114002-2011.電力設備預防性試驗規程[S].

TM7

A

1674-6708（2015）149-0127-02