220k V電容式電壓互感器N點(diǎn)懸浮放電故障分析

陳 巍 李 峰 王 靜 毛 玲 周 琦

1.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司 河南 鄭州 450000 2.國(guó)網(wǎng)鄭州供電公司 河南 鄭州 450000

引言

該文對(duì)電壓互感器中的常見故障進(jìn)行了分析,闡述了電壓互感器的概念與分類,對(duì)電壓互感器中常見的故障進(jìn)行了說明,介紹了電壓互感器常見故障的診斷方法,最后總結(jié)了電壓互感器常見故障的重點(diǎn)及要點(diǎn),旨在通過對(duì)電壓互感器常見故障的分析,解決電壓互感器故障,促進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展。

1 現(xiàn)場(chǎng)情況及處理

2016年11月5日,110k V開關(guān)站運(yùn)行人員在巡檢高壓室高壓柜時(shí),發(fā)現(xiàn)10k VⅠ段2號(hào)并網(wǎng)線開關(guān)柜內(nèi)有異常響聲,高壓柜后面有“嗞嗞”的連續(xù)響聲。運(yùn)行人員立即向站長(zhǎng)及車間領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。為了避免發(fā)生大面積停電事故,車間領(lǐng)導(dǎo)決定立即進(jìn)行停電處理。停電檢查柜內(nèi)真空斷路器滅弧室,上、下隔離刀閘動(dòng)、靜觸頭,下端出線電纜頭都沒發(fā)現(xiàn)明顯的異樣。分析認(rèn)為,電纜頭相間絕緣不好,或上、下隔離刀閘的動(dòng)、靜觸頭接觸不良造成放電異常的可能性較大。于是,清理出線電纜頭灰塵,加大三相電纜頭間的距離,對(duì)刀閘觸頭涂上一層薄薄均勻的導(dǎo)電膏。處理完畢進(jìn)行試送電,“嗞嗞”聲依然存在。該斷路器是柜式真空斷路器,將柜內(nèi)上、下隔離刀閘拉開,斷路器合閘,對(duì)該斷路器進(jìn)行整體對(duì)地耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)人員對(duì)該斷路器三相短接加壓,當(dāng)電壓升至8k V左右便聽到有輕微的放電聲,故障就在上、下隔離刀閘之間的回路。試驗(yàn)人員對(duì)該斷路器進(jìn)行相間耐壓試驗(yàn),斷路器處于合閘狀態(tài),對(duì)試驗(yàn)相加壓,其他兩相及外殼接地。對(duì)B相進(jìn)行加壓,A、C相接地時(shí),電壓升至8k V 左右,“嗞嗞”放電聲響了起來,而A、C相加壓升至16k V時(shí),無異常響聲。確定故障回路在B相。接著,試驗(yàn)人員對(duì)該斷路器B相做斷口耐壓試驗(yàn),上端口對(duì)地試驗(yàn)正常,而下端口升壓至8k V 左右,“嗞嗞”放電聲又響了起來。對(duì)該電流互感器內(nèi)壁進(jìn)行清理,調(diào)整母線位置,更換熱縮套管。送電后,一切恢復(fù)正常。

2 220k V電容式電壓互感器N點(diǎn)懸浮放電故障分析

2.1 CVT拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理 CVT是一類以電容為主要分壓?jiǎn)卧碾妷簻y(cè)量裝置。由CVT的電氣原理圖可知,其通過高壓電容C1直接與高壓設(shè)備連接,經(jīng)過中壓電容C2的分壓作用,將電壓輸入至中間電壓變壓器T中。由此可知,T的一次側(cè)輸入電壓要明顯低于線路電壓U1,因此在制造工藝上即可降低對(duì)T的絕緣水平和耐壓等級(jí)的要求。在理論情況下,T的輸入電壓即為電容C2上的分壓,計(jì)算為：式中k為分壓系數(shù),分壓系數(shù)的設(shè)計(jì)需配合中間電壓變壓器的實(shí)際變比,由公式可知分壓系數(shù)只與兩電容大小有關(guān)。帶載波通信功能的CVT 在正常使用高頻通信功能時(shí),其接線方式如圖4所示,由圖可知N 點(diǎn)未直接接地,而是連接到結(jié)合濾波器上。結(jié)合濾波器是連接在電容式電壓互感器的低電壓端與電力線載波機(jī)的高頻電纜之間的帶通或高通濾波設(shè)備,在電力線和高頻電纜之間傳輸載波信號(hào)。結(jié)合濾波器的核心功能是采集輸電線中的高頻通信信號(hào),因此其內(nèi)部設(shè)有排流線圈,將來自CVT 末端的工頻電流接地。因此相對(duì)N點(diǎn)的工頻電壓和電流而言,連接結(jié)合濾波器的實(shí)際效果等同于接地。如果不使用高頻通信功能,則CVT 的N 點(diǎn)必須可靠接地。不同類型的CVT具有較多相同大小的參數(shù),分壓電容數(shù)值的差異主要決定其額定負(fù)載的大小。因此分析某一種CVT的N點(diǎn)懸浮放電缺陷機(jī)理對(duì)于其它型號(hào)的CVT具有普遍參考性。

2.2 診斷電壓互感器局部放電故障 電壓互感器的局部放電故障比較復(fù)雜,在使用常規(guī)的診斷方法對(duì)電壓互感器的局部放電故障進(jìn)行診斷時(shí)會(huì)受到許多不確定因素的影響,導(dǎo)致故障診斷不能正常進(jìn)行。所以,在診斷電壓互感器的局部放電故障時(shí)必須摒棄傳統(tǒng)的診斷方法,選擇新的診斷方法,目前主要采用的診斷方法是電子測(cè)量技術(shù),電子測(cè)量技術(shù)主要是通過在線監(jiān)測(cè)的方式對(duì)電壓互感器的放電過程進(jìn)行掌握,另外,還可以進(jìn)行局部放電試驗(yàn),通過試驗(yàn)診斷電壓互感器的局部放電故障。

2.3 懸浮放電的隱性特征分析 針對(duì)本次缺陷,實(shí)測(cè)N 點(diǎn)對(duì)地的電壓為981V,對(duì)應(yīng)的壓變二次電壓約為63V,對(duì)于保護(hù)系統(tǒng)來說是正常范圍內(nèi)的電壓波動(dòng),所以并不會(huì)產(chǎn)生任何告警信號(hào)。加之實(shí)際運(yùn)行時(shí)壓變接線盒中的異常放電并沒有明顯的外部特征,所以巡視中難以發(fā)現(xiàn)。若N 點(diǎn)的放電間隙足夠大,則產(chǎn)生間隙放電的電壓差則足夠高,此時(shí)會(huì)導(dǎo)致壓變二次電壓的顯著升高,保護(hù)系統(tǒng)將會(huì)發(fā)出告警。但是對(duì)于僅使用線路壓變進(jìn)行檢無壓時(shí),二次電壓的異常升高也不會(huì)經(jīng)過保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào),因此缺陷具有極強(qiáng)的隱蔽性。

結(jié)語

針對(duì)本次故障案例中所述的缺陷以及本文的理論分析可知,本次缺陷產(chǎn)生的主要原因是由于線路壓變末端連接的結(jié)合濾波器拆除后未核對(duì)壓變的二次接線而導(dǎo)致末端N點(diǎn)持續(xù)對(duì)接地點(diǎn)放電,積累產(chǎn)生了擊穿漏油的故障。此故障對(duì)今后高頻保護(hù)改造施工以及變電運(yùn)維巡視具有極高的警示作用,具體建議有：(1)壓變末端拆除結(jié)合濾波器后應(yīng)仔細(xì)核查壓變的二次接線方式,并應(yīng)體現(xiàn)在工作票中,以避免漏查。在進(jìn)行過壓變接線改動(dòng)工作后,運(yùn)維人員應(yīng)核查和記錄壓變二次電壓,持續(xù)性的電壓升高應(yīng)當(dāng)引起重視。(2)若在巡視中發(fā)現(xiàn)壓變接線盒中有異常放電聲應(yīng)檢查接線是否正確。對(duì)于確有懸浮放電問題存在時(shí),不可盲目操作,應(yīng)先測(cè)量放電電壓,并根據(jù)電壓等級(jí)采取針對(duì)性的措施進(jìn)行處理,必要時(shí)應(yīng)停電處理。