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摘要：变电站500kV系统一般采用3/2断路器接线，500kV线路电压互感器二次电压接入保护及安全自动装置。本文介绍了某500kV变电站因电压互感器瓷套发热引起的线路保护装置“TV断线”异常的检查处理过程，并对电压互感器瓷套发热造成保护“TV断线”告警进行了分析。
关键词：500kV线路；电压互感器；瓷套；发热异常
1 系统接线情况
某500kV变电站500kV系统接线见图1，该站500kV CY线配置CSC-101A高频距离保护、RCS-931AMM光纤差动保护装置，保护电压取自500kV CY线电压互感器（无锡日新电机有限公司生产WVB500-5H电容式电压互感器）。
图1 系统接线图
2 异常经过及处理情况
2.1 异常现象及检查处理情况
某日1：20分，某500kV变电站监控系统报“500kV CY线CSC-101A保护TV断线”告警信号。运维人员到保护小室对告警装置进行检查，检查发现CY线CSC-101A保护 “TV断线”告警灯点亮，装置采样值分别为：Ub=342kV，Ua=Uc=309kV，3U0=29kV，复归告警信号无效后检查保护屏后交流回路空开及端子排接线均无异常现象。将初步检查情况汇报调度，值班调度员下令退出CY线CSC-101A全套保护及共通道的CSC-125A远跳及过电压保护。
图2 500kV CY线B相电压互感器红外测温图
运维人员根据现场检查情况怀疑可能为CY线CSC-101A保护屏后接线松动或电压互感器端子箱内接线松动等原因造成此异常，即对CY线CSC-101A保护屏后接线、500kV CY线电压互感器端子箱内接线、500kV CY线电压互感器本体进行检查性红外测温。CY线CSC-101A保护屏后接线、500kV CY线电压互感器端子箱内接线红外测温正常。对500kV CY线电压互感器进行红外测温时发现B相第三节瓷套有明显发热点（见图2），温度为40.5℃，其余部位32℃左右，A、B相同部位为32℃。对500kV CY线电压互感器端子箱各绕组二次电压进行测量，A相61V、B相68V、C相61V。
2.2 异常处理
运维人员将现场检查发现500kV CY线电压互感器B相第三节瓷套有明显发热点情况向调度汇报，并申请将500kV CY线由运行转线路检修。在500kV CY线转检修之前，运维人员针对B相电压互感器发热点，按每半小时一次开展跟踪性性红外测温。
12时10分500kV CY线由运行转线路检修操作结束，一次专业人员对500kV CY线电压互感器B相第三节进行试验，试验数据见表1，与最近一次例行试验数据（高压电容C1 电容量 18.59nf，介损0.45%；高压电容C2电容量79.26nf，介损0.43%）比较，高压电容C1电容量与初值相差为6.13%，超过标准5%，试验结果为不合格。结合红外测温情况判断该设备不能运行，需要立即更换。
表1 500kV CY线电压互感器B相第三节试验数据
更换500kV CY线B相电压互感器并完成相关试验后，23时55分500kV CY线恢复运行，监控系统显示该线路电压分别为542.5kV、542.8kV、542.1kV，CY线CSC-101A保护无“TV断线”告警信号。
2.3 二次专业人员检查情况
二次专业人员查阅异常发生前10小时内线路电压波形曲线，发现异常发生前6小时500kV CY线B相相电压由之前的在315～317kV之间变化突然不断上升，异常发生前3小时500kV CY线B相电压在329～331kV之间变化，异常发生前1小时500kV CY线B相电压在333-335kV 之间变化，直至报“TV断线”告警信号时电压上升至342kV。结合红外测温判断异常发生前6小时500kV CY线电压互感器B 相第三节电容内部发生击穿，电容量发生变化，导致系统后台显示电压升高，随着电容内部故障的加剧，电压不断升高，直至500kV CY线高频距离CSC-101A保护报“TV断线”告警信号。
3 异常分析
3.1 电压互感器电容瓷套发热的原因分析
WVB500-5H型电容式电压互感器由三节瓷套组成，电容分压器的电容元件密封于瓷套内，经加热、抽真空干燥后注以脱气、脱水的绝缘油并保持真空。
综合所做试验及检查情况，分析造成500kV CY线B相电压互感器电容瓷套发热的原因为：电容式电压互感器瓷套内电容分压器电容元件劣化，在运行中受一次电压影响，其产生热能。根据电压致热型设备发热量为Q= 
（发热的同时设备也会散热），受电压及工作时间、散热条件（环境温度）影响，电容劣化、电压升高后形成温度上升。
3.2 双套线路保护仅一套保护告警的分析
查CSC-101A保护装置说明书，该装置在线路正常运行，保护起动元件不启动的情况下TV断线检测投入，其TV断线检测判据为：三相电压向量和大于7伏，该判据可以用于检测一相或二相断线。而RCS-931AMM保护装置交流电压断线的告警条件为：三相电压向量和大于8伏，保护不起动，延时1.25秒发TV断线异常信号。
根据异常发生前10小时内线路电压波形曲线，分析500kV CY线CSC-101A保护发“TV断线”告警而RCS-931AMM保护未发“TV断线”告警的原因是：CSC-101A保护发“TV断线”告警信号时，500kV CY线三相电压向量和大于7伏且小于8伏，并未达到RCS-931AMM保护发“TV断线”告警信号的判据。
4 结束语
处理保护装置“TV断线”异常，运维人员通常的做法是检查保护装置电压回路空气开关、电压互感器二次空气开关是否跳闸，并根据调度命令将受“TV断线”影响的保护装置压板退出运行，再等待二次专业人员查找处理。但对于电压互感器内部电容元件劣化等一次设备异常造成“TV断线”等二次设备异常的处理，还应结合红外测温全面排查一、二次设备，准确找出故障点，才能避免设备事故的发生。
参考文献：
[1] 南京南瑞继保电气有限公司. RCS-931系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明书. 南京：南京南瑞继保电气有限公司，2007.
[2] 北京四方继保自动化股份有限公司. CSC-101A数字式超高压线路保护装置说明书. 北京：北京四方继保自动化股份有限公司，2006.
[3] 日新电机（无锡）有限公司. 电容式电压互感器使用说明书. 无锡：日新电机（无锡）
论文作者:邹信勤,张旭刚
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/12
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