一起110 kV線路CVT故障解體分析及預(yù)防措施

邱時(shí)嚴(yán) 陳子輝 陳 勁

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

作為電網(wǎng)正常運(yùn)行、計(jì)量、繼電保護(hù)等必不可少的二次設(shè)備，CVT（電容式電壓互感器）被廣泛應(yīng)用于110 kV及以上的變電站中。但CVT異常故障情況時(shí)有發(fā)生，本文通過對一起110 kV故障線路CVT進(jìn)行現(xiàn)場解體和數(shù)據(jù)分析，查出設(shè)備故障原因并給出指導(dǎo)性建議[1-4]。

1 故障發(fā)現(xiàn)概述

2017-11-01，試驗(yàn)人員對某110 kV變電站110 kV線路的線路側(cè)A相CVT進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)C1和C2電容值與交接試驗(yàn)值偏差超標(biāo)（C1偏差值為22.8%，C2偏差值為28.6%，標(biāo)準(zhǔn)：-5%～+10%）。試驗(yàn)人員初步判斷該CVT電容分壓器存在絕緣缺陷，根據(jù)設(shè)備缺陷信息和檢修經(jīng)驗(yàn)，設(shè)備維護(hù)單位立即停運(yùn)該設(shè)備并進(jìn)行更換，安排解體試驗(yàn)查找故障原因。

2 故障設(shè)備分析

2.1 設(shè)備基本信息

2.2 CVT試驗(yàn)情況

調(diào)取CVT歷次預(yù)防性試驗(yàn)的電容值數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，電容值偏差標(biāo)準(zhǔn)為不超出額定值的-5%～+10%。2009年預(yù)試時(shí)，CVT是正常的；2013年預(yù)試時(shí)，CVT的C1電容量變大，偏差為2.9%（C2電容量變化不大），但沒有超標(biāo)。到2015年預(yù)試，C1電容量繼續(xù)變大，偏差為3.9%（C2電容量變化不大），沒有超標(biāo)。到2017年預(yù)試，C1電容量增大，偏差為22.8%，C2電容量增大，偏差為28.6%，都超標(biāo)。說明CVT的C1電容量從2009年至2015年逐漸變大，到2017年出現(xiàn)超標(biāo)，C2是在2015年至2017年之間才出現(xiàn)異常的。

對故障CVT中間變壓器變比試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，變比測試：一次加壓12 900 V，測出an：57.5 V，dadn：101.6 V。繞組A’x/a,n，標(biāo)準(zhǔn)變比為225.1，實(shí)測變比為224.3，誤差為0.36%。繞組A’x/da,dn，標(biāo)準(zhǔn)變比為130，實(shí)測變比為127.0，誤差為2.31%。廠家標(biāo)準(zhǔn)A’x/a,n誤差范圍為±0.5%，A’x/da,dn誤差范圍為±3%，變比誤差未超廠家標(biāo)準(zhǔn)，正常。

3 CVT解體情況

該CVT包含電容單元和電磁單元。電容單元，外部是瓷套管，內(nèi)有電容器芯子，由117個(gè)電容器元件串聯(lián)而成（C1：93個(gè)，C2：24個(gè)），并浸泡在電容器油中，瓷套內(nèi)還有用于溫度壓力補(bǔ)償?shù)臄U(kuò)張器。電磁單元是中間變壓器，安裝在油箱里面。

解體前，對CVT進(jìn)行外觀檢查，未發(fā)現(xiàn)有漏油痕跡。解體后，電容器芯子外觀也未見放電痕跡或受潮等異常現(xiàn)象，電容芯子瓷套和油箱內(nèi)絕緣油透明無雜質(zhì)。

解體后，對電容器元件進(jìn)行電容量檢測，電容器元件序號1從高壓端開始，C1：序號1～序號93；C2：序號94～序號117。共15個(gè)元件受擊穿短路，無法測得電容值（其中C1：11個(gè)；C2：4個(gè)），如表1所示。

表1 被擊穿電容器元件測量值

對已受擊穿的序號8和序號10電容器元件展開檢查，發(fā)現(xiàn)有黑色擊穿點(diǎn)，如圖1所示。

圖1 被擊穿的電容元件

4 故障原因分析

調(diào)取2013年到2017年母線電壓和線路電壓的調(diào)度自動化系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。

2013年2月，此110 kV線路A相電壓開始越限（電壓值為68.12 V，限值為67.96 V），當(dāng)年預(yù)試，C1電容量變大，大概有3、4個(gè)電容器元件擊穿，C2電容量正常。

到2015年，此110 kV線路A相電壓基本上在越限狀態(tài)，當(dāng)年預(yù)試，C1電容量繼續(xù)變大，大概又增加1、2個(gè)電容器元件受擊穿，C2電容量正常。

到2017年3月，電壓開始下降，11月份預(yù)試時(shí)，C1電容量繼續(xù)變大，超標(biāo)，C2電容量也變大，超標(biāo)，C1大概又增加5、6個(gè)電容器元件受擊穿，這時(shí)C2有4個(gè)電容器元件擊穿。初步認(rèn)為C2是在2017年3月開始有電容器元件受擊穿的。

根據(jù)2013年、2015年和2017年預(yù)試時(shí)的電容值及C1、C2電容分壓比計(jì)算，此110 kV線路A相電壓與110 kV母線電壓相差值與當(dāng)時(shí)調(diào)度自動化系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的相差值也較為吻合[5]。

5 結(jié)論及措施

綜上所述，初步推斷此CVT發(fā)生故障是由于電容單元多個(gè)電容器元件受擊穿引起的，C1的元件首先受擊穿，繼而C2的元件受擊穿，最終導(dǎo)致整個(gè)CVT存在絕緣缺陷。建議對與此次故障CVT同批次的產(chǎn)品重新進(jìn)行試驗(yàn)，分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提前預(yù)防。調(diào)度自動化系統(tǒng)增設(shè)110 kV及以上線路電壓越限告警功能，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路CVT異常情況。