電流互感器故障分析及診斷

畢長生，劉利斌，李雙勝，吳 港，周 明，袁 超，岳重辰

(國網(wǎng)遼寧省電力有限公司大連供電公司，遼寧 大連 116000)

0 引言

電流互感器在變電站內(nèi)數(shù)量較多，是確保系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵設(shè)備。若電流互感器出現(xiàn)故障，將引起斷路器跳閘，甚至演變?yōu)橥ｋ娛录瑢﹄娋W(wǎng)的安全穩(wěn)定運行造成不利影響。以一起66 kV變電站主變低壓側(cè)電流互感器故障引發(fā)的主變差動保護動作事件為例，通過現(xiàn)場檢查、試驗復(fù)核和解體研究，分析診斷了故障發(fā)生的原因，提出了預(yù)防同類型故障的建議。

1 故障分析及診斷

1.1 現(xiàn)場基本狀況

2020年9月，某運行中66 kV變電站的后臺機報警，顯示2號主變第二套縱差保護動作，2號主變高低壓側(cè)斷路器均跳閘，分段備自投動作，分段斷路器合閘，未損失負(fù)荷。變電運維人員到達(dá)現(xiàn)場后對所有相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)外觀異常、異物搭掛、焦糊氣味和放電跡象。變電檢修人員到達(dá)現(xiàn)場后檢查發(fā)現(xiàn)，2號主變第一套保護未檢測到差流，僅后備保護啟動，但啟動后未達(dá)到延時設(shè)定值，第二套保護檢測到差流并跳開主變兩側(cè)斷路器。

1.2 故障原因分析

保護裝置定值設(shè)置如表1所示，低壓側(cè)電流互感器參數(shù)如表2所示。經(jīng)檢查，定值設(shè)置無誤，采樣精度試驗、比率制動、差動試驗及二次諧波制動試驗結(jié)果良好。主變低壓側(cè)電流互感器二次側(cè)接線經(jīng)復(fù)核，端子的外部接線方式正確無誤。

表1 2號主變保護定值

表2 電流互感器參數(shù)

通過對差動保護數(shù)據(jù)及波形的分析發(fā)現(xiàn)：第二套保護裝置主變低壓側(cè)電流互感器A相測量值存在分流現(xiàn)象。為了進(jìn)一步驗證分流情況，自主變低壓側(cè)電流互感器一次側(cè)A，B兩相加電流30 A，結(jié)果可知：第一套保護裝置結(jié)果正確，A相結(jié)果為0.100 A，B相結(jié)果為0.099 A；第二套保護裝置B相結(jié)果為0.098 A，而A相結(jié)果為0.049 A。因此，初步判斷A相電流互感器出現(xiàn)故障。

在電流互感器二次側(cè)1S1-1S2加約5 A測試電流，發(fā)現(xiàn)第二套保護裝置出現(xiàn)少量電流。為進(jìn)行對比，在第一套保護裝置上直接加約5 A測試電流，此時第二套保護裝置無電流出現(xiàn)，證明跨過電流互感器的二次接線無誤。對主變低壓側(cè)電流互感器進(jìn)行了耐壓和局放試驗，試驗結(jié)果符合規(guī)程要求。將A相電流互感器接線單元的外部接線拆除后對電流互感器進(jìn)行了相間絕緣試驗，結(jié)果顯示A相電流互感器1S2與2S1間絕緣電阻值為0，表明電流互感器的上述兩個接線單元間已完全擊穿。由于絕緣擊穿的發(fā)生，第二套保護裝置主變低壓側(cè)電流互感器A相測量值出現(xiàn)分流現(xiàn)象，無法正確取值。差動保護動作前第一套保護主變低壓側(cè)電流互感器量值為8.021 A，而第二套保護主變低壓側(cè)電流互感器測量值為4.171 A，與實際情況產(chǎn)生3.850 A的誤差，折算后與主變高壓側(cè)電流互感器測量值產(chǎn)生差流3.217 A，大于整定值，致使保護動作。

干線公路項目施工過程中的質(zhì)量安全風(fēng)險管理問題探析………………………………………………………… 李梅（4-229）

1.3 故障診斷

對故障電流互感器進(jìn)行解體，通過觀察解體后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工藝情況，判斷故障根源如下：在制造電流互感器的過程中，需將導(dǎo)線采用漆包線形式引出，臨近接線端子位置時將漆膜去除后通過錫焊連接到二次接線端子，由于引線漆膜去除的長度較大，盡管產(chǎn)品在引線位置采用了專用絕緣管進(jìn)行防護，但是受產(chǎn)品體積限制，加之漆包線去除和裝模環(huán)節(jié)均為人工操作，裝模過程中造成二次引線間距離較近，致使絕緣裕度過小。運行一段時間后，在電流持續(xù)作用下二次繞組絕緣劣化，導(dǎo)致二次繞組之間出現(xiàn)絕緣擊穿，進(jìn)而引發(fā)了本次事件。

2 故障處理

對同一間隔的B，C兩相電流互感器進(jìn)行排查，確認(rèn)安裝方式和接線情況正確，重新開展交接試驗，確認(rèn)試驗結(jié)果滿足規(guī)程要求后留用。緊急調(diào)用了技術(shù)參數(shù)相同但不同生產(chǎn)批次的電流互感器，在各項交接試驗合格后投入使用，將站內(nèi)設(shè)備恢復(fù)至正常運行方式，目前運行情況穩(wěn)定。

3 建議和預(yù)控措施

結(jié)合以上故障案例，給出以下幾點建議：

(1) 設(shè)備制造廠商應(yīng)加強生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工藝管控，針對引線處理和裝模處理開展復(fù)檢工作，由質(zhì)檢人員嚴(yán)格把關(guān)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

(2) 在出廠試驗環(huán)節(jié)，進(jìn)行線圈之間的耐壓試驗時可以適當(dāng)提升試驗電壓等級。

(3) 設(shè)備運維管理單位應(yīng)合理安排檢修計劃，提前準(zhǔn)備備件，對同一批次的全部電流互感器逐一排查，對存在問題的設(shè)備進(jìn)行換新處理。