一起220kV線路CVT二次接地缺陷的發現及原理分析

麻震爍 張金祥 駱立實 夏巖松 陳習文

（國網冀北電力有限公司檢修分公司，北京 102488）

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一起220kV線路CVT二次接地缺陷的發現及原理分析

麻震爍 張金祥 駱立實 夏巖松 陳習文

（國網冀北電力有限公司檢修分公司，北京 102488）

結合一起220kV線路CVT停電檢修試驗實例，通過原理分析，發現并解決了其存在二次刀閘拉開之后二次側無接地點的缺陷。總結出應在設備投運前的驗收階段及現場例行停電檢修階段，加強對CVT二次接地狀況檢查的重要性及措施。

變電站；電容式電壓互感器；介損試驗；二次接地

電容式電壓互感器（CVT）由電容分壓器（包括主電容C1，分壓電容C2）、中間變壓器（T）、補償電抗器（L）、保護裝置F及阻尼器R0等元件組成。它利用電容分壓器將輸電電壓降到中壓（10～20kV），再經過中間變壓器降壓到100V或供給計量儀表和繼電保護裝置使用［2］。相對于傳統的電磁式電壓互感器而言，其兼有電壓互感器和電力線路載波耦合裝置中的耦合電容器兩種設備的功能，在實際應用中能可靠阻尼鐵磁諧振，因而在電力系統中的應用非常廣泛。

在對電力系統設備停電開展例行檢修試驗時，對電容式電壓互感器，需要開展電容分壓器絕緣電阻、電容量及介質損耗因數等試驗項目［1-4］。對電容分壓器進行電容量及介質損耗因數測試時，由于中間變壓器一次側一般在瓷套上無開孔引出，對于下節電容的測量，需要采用自激法進行。本文結合一起220kV線路CVT自激法電容量試驗實例，發現該 CVT存在二次刀閘拉開之后二次側無接地點的缺陷，對發現的問題通過原理分析及實際檢驗得到了證實。經過處理后，接地恢復，避免了在停電檢修過程中，CVT二次可能感應過高電壓而給設備及檢修人員安全帶來的風險。

1 現場情況

某日，我公司220kV線路停電檢修試驗，該線路A相CVT為新東北電氣電力電容器有限公司產，設備型號為：TYD220/3-0.005H，2010年4月出廠，額定電壓為220/3kV，額定變比為220/3/0.1/3/0.1kV，二次側包含主二次繞組1a1n和剩余電壓繞組dadn，2010年12月10日投產運行。該CVT屬一體式結構，由兩節瓷套外殼的電容分壓器和安裝在下部油箱的電磁單元兩部分構成，其中，高壓電容 C11安裝在第一節瓷套內，高壓電容 C12和中壓電容C2共裝在第二節瓷套內。其結構原理如圖1所示。

圖1　電容式電壓互感器結構原理圖

對該CVT開展例行試驗，試驗項目包括電容分壓器及中間變壓器的絕緣電阻試驗，及電容分壓器的電容量及介質損耗因數測試。對電容分壓器及中間變壓器進行絕緣電阻試驗，所得到的絕緣電阻數據見表1，均符合試驗規程要求。

表1　電容分壓器及中間變壓器絕緣電阻試驗數據

在對高壓電容及中壓電容進行電容量及介質損耗因數測試時，所采用的儀器為上海思創電器產HV9003B型介質損耗測試儀，對位于第一節瓷套內的高壓電容C11進行測量時，C11頂端經一次引線接地，儀器采用低壓屏蔽反接線法，測量電壓10kV，屏蔽掉測量過程中流經 C12的電流，測得高壓電容C11的電容量及介質損耗因數tanδ11見表2。

表2　電容分壓器電容量及介質損耗因數測試數據

由于C12和C2共裝在第二節瓷套內，且中間變壓器一次側在瓷套上無開孔引出，對于下節兩只電容的測量，采用自激法，由剩余電壓繞組dadn端加壓，試驗電壓 2kV，在儀器接好線，檢查無誤后加壓測量時，儀器面板給出指示“測量失敗！被試側短路！”，使測量中止，如圖2所示。

圖2　測量CVT下節兩只電容時儀器面板報錯

對于該儀器面板指示，經過仔細檢查現場試驗環境及儀器接線情況，并未發現有任何異常現象。

2 對問題的原理分析

在采用自激法測量該 CVT下節兩只電容的電容量及介質損耗因數時，對測試儀器面板報錯內容進行分析，上海思創產HV9003B型介質損耗測試儀面板示意圖如圖3所示。

圖3　HV9003 B型介質損耗測試儀面板示意圖

采用自激法測量該CVT下節兩只電容C12和C2的電容量及介質損耗因數原理圖如圖4和圖5所示。

如圖4和圖5所示，圖中左邊虛線框中的電路為儀器內部的測量回路，右邊虛線框表示CVT電磁單元位于底部油箱中。

由圖4和圖5可知，采用自激法測量該CVT下節兩只電容，是從 CVT剩余電壓繞組施加激勵電壓，利用中間變壓器T的電磁感應原理，一次側感應電壓，施加電壓2kV從高壓側測量，利用該電壓進行試驗。

圖4　自激法測量C12、tanδ12原理圖

圖5　自激法測量C2、tanδ2原理圖

對于上海思創產HV9003B型介質損耗測試儀，如圖3所示，其自激法所施加激勵電壓通過專用自激電源線由儀器面板“CVT測試電壓”端引出，接至CVT剩余電壓繞組“da”端，儀器默認剩余電壓繞組“dn”端接地，因此，dadn端所加激勵電壓即為“da”端與“地”端的電壓。

倘若剩余電壓繞組“dn”端未接地，即其處于懸空狀態，則自激法所施加實際激勵電壓等值電路如圖6所示（圖中只簡畫出所施加電壓的剩余電壓繞組），從該圖中可以看出，“dn”端由于懸空，與“da”端等電位，這與將“da”與“dn”短接后加壓效果相同，造成儀器內部識別并給出“被試側短路！”的判據。

圖6　“dn”端懸空時施加激勵電壓的等值電路

3 實際檢驗及總結

在經過初步分析之后，試驗人員對原理分析結果進行了檢驗，通過萬用表對中間變壓器二次側各繞組抽頭接地狀況進行檢查，果然發現中間變壓器主二次繞組和剩余電壓繞組四個引出端1a、1n、da、dn均處于懸空狀態。

對該問題，結合二次圖紙與現場實際接線對CVT二次進行檢查，CVT二次回路如圖7所示（僅畫出dadn繞組）。

圖7　二次圖紙中CVT二次回路圖

而現場實際CVT二次接線情況如圖8所示。

圖8　現場實際CVT二次接線

對比圖7和圖8，發現實際接地點位于CVT二次刀閘保護裝置側，且由于實際所用二次刀閘 4K為雙極刀閘，在斷開之后，二次繞組無接地點。

在發現該問題后，通過更換二次刀閘，并對回路進行改造，保障改后的實際回路與二次圖紙相符，缺陷順利消除。而后，經過測量，得出CVT下節兩只電容C12和C2的電容量和介質損耗因數，見表3。

表3　C12和C2的電容量及介質損耗因數測試數據

經過測量所得的 CVT所有試驗數據均符合規程要求，試驗過程順利結束。

通過該實例可以看出，現場所用二次刀閘與圖紙所示不符且未按圖紙所示位置設定二次接地點，是造成該 CVT二次刀閘拉開之后，失去接地的原因。在CVT停電檢修過程中，由于二次側已無接地點，當對二次繞組進行檢修試驗時，有可能因附近高壓帶電體使得二次感應過高電壓而給設備及檢修人員安全帶來的風險。

因此，需要在 CVT驗收階段或停電檢修試驗時，加強對二次接地狀況的檢查，留心當二次刀閘拉開之后，二次側是否失去接地。應將現場二次回路元件接線情況及所設置接地點位置與二次圖紙對照比較，檢查二者是否一致；同時，用萬用表測量二次端子與地之間的導通或電阻，當導通指示信號聲響或接地電阻為 0，證明二次接地良好，否則，應盡快查明原因。

4 結論

一般，CVT中間變壓器各二次繞組在運行中均有且僅有一點（1n、dn）接地，但在停電檢修時，運維人員在倒閘操作中需要拉開CVT二次刀閘，避免在檢修過程中二次側串電給檢修人員帶來危險。但是，倘若在刀閘拉開之后CVT失去二次接地，就有可能在檢修中由于二次感應過高電壓而給設備及檢修人員安全帶來風險。所以，不管CVT是否運行，對二次接地位置及接地狀況的檢查至關重要。不論是在設備交接驗收或是在運維檢修階段，都應該加強對該類問題的檢查。

［1］陳化鋼. 電力設備預防性試驗方法及診斷技術［M］.北京：中國科學技術出版社，2001.

［2］駱明川. 一起220kV母線CVT缺陷分析及預防措施［J］. 電工技術，2010（3）：43，54.

［3］張金祥，黃德順. 淺析電容式電壓互感器二次電壓偏高現象［J］. 高電壓技術，2006，32（1）：115-116.

［4］DL/T 474.5—2006. 現場絕緣試驗實施導則. 介質損耗因數 tanδ 試驗. 中華人民共和國國家發展和改革委員會發布

［5］倪學鋒，盛國釗，林浩. CVT使用中應注意的幾個問題［J］. 高電壓技術，2002，28（4）：18-20.

［6］康建軍. 一起電容式電壓互感器誤接線引起的保護誤動的分析及防范措施［J］. 科技信息，2009（29）：1031-1032.

Discovery and Principle Analysis of the Grounding Fault of Secondary Circuit of A 220kV Line CVT

Ma Zhenshuo Zhang Jinxiang Luo Lishi Xia Yansong Chen Xiwen
（Maintenance Company of State Grid Jibei Electric Power Company Limited，Beijing 102488）

According to a case of maintenance and test after the outage of a 200kV line CVT，by using principle analysis，discovery and settlement of the fault of no grounding point is made when the secondary circuit switch-disconnector is broken. It is important to check up the grounding of the secondary circuit of the CVT which is either in acceptance or outage stage for maintenance. The measures to check up the grounding of the secondary circuit of the CVT are concluded in this paper.

substation； CVT； test of tanδ； grounding of secondary circuit

麻震爍（1984-），男，陜西省西安市周至縣人，碩士研究生，工程師，主要從事電氣設備絕緣監督方面的技術管理及變電站一次設備高壓電氣試驗與診斷工作。