某某變220kVI段母線電壓互感器B相因制造質(zhì)量不良造成二次電壓異常的原因分析

李剛 孫偉 謝宏亮 乜志斌

【摘要】電壓互感器為電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要保障環(huán)節(jié)之一，在電壓互感器生產(chǎn)過(guò)程中反應(yīng)出電壓互感器制造廠家在產(chǎn)品質(zhì)量把控上的不足，產(chǎn)品沒(méi)有達(dá)到安全穩(wěn)定運(yùn)行的規(guī)定要求。說(shuō)明其在生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在漏洞，制造工藝把控不夠嚴(yán)格。造成設(shè)備故障。探討電力設(shè)備，特別是互感器因制造工藝不良造成對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定的影響，探尋最佳的防止對(duì)策方法。

“關(guān)鍵詞”? 電壓互感器? ?制造工藝不良? 防止對(duì)策

一、事件過(guò)程描述

2018年8月23日上午10時(shí)分，某某公司監(jiān)控發(fā)現(xiàn)220kV楊柳變電站220kVI段母線壓變B相相電壓偏高（A相相電壓134.55kV、B相相電壓135.58kV、C相相電壓134.55kV）。二次專業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查220kV電壓并列屏測(cè)得，B相二次電壓61.0V，A、C相二次電壓分別為60.2V、60.3V，B相電壓偏高。在220kVI段母線PT端子箱處測(cè)量壓變根部到端子箱二次電壓，同樣存在B相偏高現(xiàn)象。經(jīng)排查現(xiàn)場(chǎng)端子排螺絲均緊固到位，無(wú)松動(dòng)引起的接觸不良問(wèn)題。8月30日9時(shí)55分，220kVI段母線電壓互感器轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)，電氣試驗(yàn)試驗(yàn)專業(yè)人員對(duì)220kVI母線壓變進(jìn)行診斷性試驗(yàn)，絕緣電阻、介損、變比測(cè)試試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)論：220kVI段壓變B相一次繞組對(duì)1a1n變比值為2172，B相一次繞組對(duì)3a3n變比值為2172;與A、C相一次繞組對(duì)二次繞組變比值存在明顯差值;誤差為-1.093%。同時(shí)，220kVI段壓變B相C11電容量與2012年5月18日試驗(yàn)相比有明顯增大，電容量誤差為1.908%，存在B相C11電容單元有擊穿現(xiàn)象。依據(jù)變電五通檢測(cè)規(guī)定：電容式電壓互感器電容值初值差≤±2%，220kVI段壓變B相C11電容量變化接近2%，綜上，220kVI段壓變B相不合格，建議三相同時(shí)更換。

二、事件原因及暴露問(wèn)題

1、事件原因：對(duì)220kVI段母線電壓互感器進(jìn)行解體檢查，重點(diǎn)排查C11分壓電容各個(gè)電容單元情況，以查找其電容器增大原因。經(jīng)過(guò)對(duì)各個(gè)電容單元逐個(gè)拆解檢查，共發(fā)現(xiàn)1個(gè)電容單元存在擊穿現(xiàn)象，是造成電容量增大的直接原因。

2、原因分析如下。

（1）、電容式電壓互感器結(jié)構(gòu)：該產(chǎn)品由一節(jié)分壓電容器和電磁單元疊裝組成。分壓電容器外絕緣為瓷套結(jié)構(gòu)，瓷套內(nèi)部由多個(gè)電容元件串聯(lián)組成。出現(xiàn)問(wèn)題產(chǎn)品電容元件為兩膜一紙結(jié)構(gòu)，電容元件結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖11。

（2）、電容元件擊穿原因分析：電容元件的絕緣介質(zhì)主要為聚丙烯薄膜和電容器紙組成。電容器在運(yùn)行過(guò)程中，在電場(chǎng)和熱場(chǎng)的作用下，由于其組成材料的分子結(jié)構(gòu)和成分會(huì)發(fā)生老化，自身的性能會(huì)逐步降低。老化隨著時(shí)間的增加，最后導(dǎo)致故障。一種是電氣強(qiáng)度降低造成元件電擊穿。或者由于損耗的增加造成熱擊穿。電容元件的擊穿具有偶發(fā)性，根據(jù)該產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)間及擊穿元件的情況看，主要有以下兩方面因素：a）元件介質(zhì)電容紙和聚丙烯薄膜存在薄弱點(diǎn)，隨著運(yùn)行年限的增大，介質(zhì)性能的逐漸退化，在系統(tǒng)過(guò)電壓較多時(shí)，對(duì)電容元件介質(zhì)的薄弱點(diǎn)造成沖擊，引起了擊穿。b）在電容元件引線片處、元件打彎處及元件極板邊沿一般都是場(chǎng)強(qiáng)比較集中的部位，由于電場(chǎng)較高，當(dāng)系統(tǒng)有過(guò)電壓時(shí)，此處較易發(fā)生畸變，發(fā)生擊穿。暴露問(wèn)題：此次220kV某某變互感器因某某電力電容器有限責(zé)任公司產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量原因被迫退出運(yùn)行，反應(yīng)出電壓互感器制造廠家在產(chǎn)品質(zhì)量把控上的不足，產(chǎn)品沒(méi)有達(dá)到安全穩(wěn)定運(yùn)行的規(guī)定要求。說(shuō)明其在生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在漏洞，制造工藝把控不夠嚴(yán)格。其導(dǎo)致迎峰度夏期間主設(shè)備非計(jì)劃停運(yùn)，為嚴(yán)重的產(chǎn)品質(zhì)量責(zé)任事故。

三、防止對(duì)策

防止對(duì)策：（1）運(yùn)行期間內(nèi)周期檢修時(shí)對(duì)電容器的電容及介質(zhì)損耗角測(cè)量：電容元件發(fā)生擊穿時(shí)，往往出現(xiàn)介損增大現(xiàn)象，并會(huì)引起二次電壓輸出變化。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量電容介損時(shí)，330kV及以下電壓等級(jí)產(chǎn)品，單節(jié)電容變化（與銘牌值或上一次檢驗(yàn)值比較）超過(guò)1.5%時(shí)，可以判斷元件擊穿。測(cè)量中介損值較大（超過(guò)0.2%）時(shí)，表明元件擊穿時(shí)間較長(zhǎng);介損值正常（不超過(guò)0.15%）時(shí)，表明元件擊穿時(shí)間較短。（2）二次電壓檢查：二次電壓監(jiān)測(cè)時(shí)，當(dāng)某一項(xiàng)電壓偏離較大或三相電壓不平衡超過(guò)正常范圍（如0.4%），應(yīng)分析造成的原因，系統(tǒng)因素、二次回路問(wèn)題及CVT問(wèn)題。當(dāng)測(cè)量值與額定值有變化，可能與電容器中元件擊穿及電磁單元的繞組短路有關(guān)，應(yīng)及時(shí)申請(qǐng)停電檢查。（3）加強(qiáng)設(shè)備全過(guò)程技術(shù)監(jiān)督管理：推進(jìn)設(shè)備全過(guò)程技術(shù)監(jiān)督關(guān)口前移，加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)、設(shè)備制造和駐場(chǎng)監(jiān)造環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析處理。