變電站電容式電壓互感器的故障分析及相關(guān)措施
0 引言
電容式電壓互感器 (Capacitive Voltage Transformer,CVT),俗稱(chēng)壓變,是在變電站內(nèi)重要的電氣設(shè)備,將高電壓轉(zhuǎn)換為電壓,為站內(nèi)保護(hù)及控制裝置提供可靠穩(wěn)定數(shù)據(jù)。正因其設(shè)備需要在外部比較復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定可靠運(yùn)行,在新擴(kuò)建等相關(guān)工程中選取應(yīng)用。
長(zhǎng)期在復(fù)雜的外部環(huán)境下運(yùn)行,難免會(huì)出現(xiàn)由于結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、環(huán)境等因素,CVT二次回路電壓異?;蛘吖收?。主要涉及電容單元短路擊穿、過(guò)熱缺陷、端子虛接等故障。本文選取變電站內(nèi)220 kV 線路壓變中在接地和末屏兩處端子相連接的虛接線故障放電,并依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際現(xiàn)象、數(shù)據(jù)測(cè)試等方面分析故障原因,并基于此提供建議措施。
1 故障簡(jiǎn)述
2018 年11 月21 日對(duì)220 kV 變電站巡視時(shí),發(fā)現(xiàn)某220 kV 線路間隔的線路壓變存在異響,隨后停電進(jìn)行全面檢查,檢查發(fā)現(xiàn)壓變N 端與接地樁連接的短接線靠近N 端側(cè)接頭存在脫落狀況,如圖1 所示故障的實(shí)際展現(xiàn)。由圖可知,該處故障處很明顯放電灼燒痕跡。如圖2 所示,可推斷出該故障的發(fā)生是由于異常放電導(dǎo)致。
圖1 壓變二次盒內(nèi)故障點(diǎn)
圖2 壓變異響放電痕跡
2 故障分析
2.1 工作原理
電容式電壓互感器是以電容為主要分壓測(cè)量裝置。如圖3 所示,由CVT 的電氣原理可知,高壓電氣設(shè)備與高壓電容C1 直接相連,其中起分壓作用的為中壓電容C2,中壓電容與中壓變壓器T 相連輸入電壓。一般而言,線路電壓U1 高于中壓變電器T 的一次側(cè)。在理論情況下,中壓電容C2 等于T 的輸入電壓。計(jì)算為:
在上式(1)中,分壓系數(shù)設(shè)為k,中間電壓變壓器的實(shí)際變比來(lái)決定該分壓系數(shù)的參數(shù),所以式(1)分壓系數(shù)由圖3 中兩電容容量大小來(lái)定。
日常工程中,比較常見(jiàn)的電容式電壓互感器參數(shù)如表1 所示。分析表中參數(shù)可知,不同類(lèi)型的電壓互感器具有一樣的參數(shù),分壓電容數(shù)據(jù)的不同主要由額定負(fù)荷大小來(lái)定。因此,研究分析某種電壓互感器的N 點(diǎn)虛接甚至懸浮放電的相關(guān)機(jī)理,能夠具有一定的參考性。
2.2 原因分析
通過(guò)對(duì)電容式電壓互感器的研判分析可知,正常運(yùn)行二次接線末屏N 端與接地端子接地,但由于接地短接線兩頭有黑色熱縮套包裹,內(nèi)部壓接未全面壓緊壓實(shí),冷壓頭壓接不緊部位開(kāi)始放電,對(duì)熱縮套進(jìn)行燒融,待冷壓頭脫開(kāi)后,接地鼻子與接地線間隙距離超過(guò)了放電間隙距離,放電位置從短接線冷壓頭位置轉(zhuǎn)移到放電間隙位置,放電形成異響。
圖4 熱縮套融燒脫落接地?cái)嚅_(kāi)
3 預(yù)防措施
電壓互感器是站內(nèi)的重要電氣設(shè)備,為系統(tǒng)可靠運(yùn)行提供基礎(chǔ),并在變電站可研設(shè)計(jì)階段、基建驗(yàn)收、消缺階段、日常運(yùn)維中全過(guò)程各盡其職。在日常電壓互感器投產(chǎn)、電壓互感器末端容性接口裝置拆除、絕緣熱套管等過(guò)程中,針對(duì)于電壓互感器的驗(yàn)收運(yùn)行維護(hù),需加強(qiáng)技術(shù)和制度相關(guān)預(yù)防措施。
1)運(yùn)維檢修人員可以結(jié)合日常停電工作,認(rèn)真排查壓變二次回路中接線是否正確,是否存在虛接、脫落的現(xiàn)象。
2)嚴(yán)肅三級(jí)驗(yàn)收制度,充分發(fā)揮設(shè)備主人職責(zé),嚴(yán)格按照檢修方案做好現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)監(jiān)管驗(yàn)收。嚴(yán)肅施工前交底流程,確保施工人員熟悉各項(xiàng)安全措施及標(biāo)準(zhǔn)工藝。
3)在日常運(yùn)維過(guò)程中,應(yīng)加強(qiáng)壓變的重點(diǎn)巡視,并針對(duì)于壓變充油檢查有無(wú)滲漏情況,并開(kāi)展紅外測(cè)溫。帶點(diǎn)檢測(cè)等試驗(yàn)項(xiàng)目,對(duì)后臺(tái)二次電壓密切關(guān)注。
4)對(duì)問(wèn)題的設(shè)備廠家約談,要求嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān),避免出現(xiàn)軟銅線虛接故障的存在,并質(zhì)量過(guò)程把控,設(shè)備質(zhì)量關(guān)鍵數(shù)據(jù)審核上報(bào)。
5)嚴(yán)格按照設(shè)備驗(yàn)收規(guī)定規(guī)范和《國(guó)家電網(wǎng)有限公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》,在設(shè)備投運(yùn)前,檢查確認(rèn)末屏N 端可靠接地,密封完好,防止水汽進(jìn)入影響設(shè)備絕緣。
4 結(jié)論
本文研究了變電站內(nèi)線路壓變故障,梳理壓變工作原理和其設(shè)計(jì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類(lèi)型,并通過(guò)改變線路壓變的二次回路接線方式,分析線路壓變末端N端未可靠接地,導(dǎo)致懸浮放電事件發(fā)生。如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理,會(huì)對(duì)系統(tǒng)可靠運(yùn)行造成重要的安全隱患。通過(guò)對(duì)該故障實(shí)例的研究,并在運(yùn)維檢修工作中提出相關(guān)的防范措施。
參考文獻(xiàn):
[1] 張學(xué)友,穆靖宇,華超.一起容性電流互感器末屏接地斷開(kāi)故障的發(fā)現(xiàn)和分析[J].變壓器,2016,53(02):67-68.
[2] 李紅仙.一起220 kV電容式電壓互感器故障分析[J].通信電源技術(shù),2020(04):289-290.
[3] 方磊,王雨薇,周能萍,等.220kV電容式電壓互感器N點(diǎn)懸浮放電故障分析[J].電工電氣,2019(10).
[4] 周林波.一起500千伏電容式電壓互感器末屏未接地故障分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015 (10):150-151.
[5] 周慶紅,張鵬飛,張燕珂,等.220kV電容式電壓互感器二次電壓?jiǎn)蜗喈惓T囼?yàn)分析[J].變壓器,2019,56(04):80-83.
(本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2021年1月期)
評(píng)論