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摘要：本文通过现场测试中发现电容式电压互感器的电容量异常增加，且三相线电压明显不平衡，经进一步试验分析，判定电容器内部串联电容已部分击穿，并提出了电容式电压互感器运行及测试相应注意事项?介绍电容式电压互感器（CVT）的原理及结构，并通过一起试验数据异常案例，介绍其现场试验数据的综合判断和分析方法，测量CVT绝缘电阻?电容量及介质损耗进行综合判断，迅速准确地指出缺陷的类型和部位，使缺陷获得有效的处理，最后提出类似故障的预防措施?
关键词：电容式电压；互感器；数据异常
引言
CVT是变电站内的重要设备，它通过电压变换把线路或母线的高电压降为较低的二次电压，供给保护及测量装置使用?CVT制造工艺简单?运行可靠稳定，因此在电力系统中得到了广泛应用?近年来，在泉州市的旧变电站技改更换工程及新建变电站工程中，110kV及以上电压等级的电压互感器已大量采用CVT?本文通过一起110kV CVT试验数据异常案例，介绍在变电设备电气试验现场对CVT异常情况的分析?判断和处理方法?电容式电压互感器广泛地应用于电力系统的测量和保护领域，由于其独特的安全性和可靠性以及不存在铁芯饱和因素，逐渐取代电磁式电压互感器?110kV电容式电压互感器由两个电容器进行分压获得较低电压，每个电容器是由100个左右的元件串联而成的，就其电容量而言，其变化+10%，在100个单元件中如有10个以内的元件发生短路损坏，此时，另外90个左右的单元件需要承受较高的运行电压，这对运行中的电容器的绝缘造成了极大的危害?
1结构介绍
CVT主要由电容分压器和中间电磁单元组成?电容分压器由主电容C1与分压电容C2串联构成，其作用是通过电容将一次电压分压为某一中间电压加在中间变压器的一次绕组上，由中间变压器的电磁感应将电压降为100V和100/槡3V两种二次电压?中间电磁单元包括中间变压器?谐振阻尼器?补偿电抗器等?CVT原理如图1所示?中间变压器及带铁心的补偿电抗器为非线性电感；电容分压器与中间变圧器?补偿电抗器构成电容和电感的串联回路，在一定条件下会产生谐振?过电压；谐振阻尼器ZX则可消除CVT内部可能产生的铁磁谐振?
2现场试验情况及原因分析
2.1现场试验情况
某220kV变电站110kV宝永蓝线183线路电压互感器为CVT?该CVT的型号为TYD110/槡3-0.007H，额定变压比为（110/槡3）/（0.1/槡3）/（0.1/槡3）/0.1kV，中间电压为35/槡3kV，级次组合为0.2/0.5/3P，额定输出为150/250/100VA，出厂日期为2004年5月?2017年6月12日，对该线路电压互感器进行停电例行试验?电容器上节?下节电容量正常，电容器上节介质损耗正常，但电容器下节介质损耗为0.872%，超出注意值，且远大于上次测试值（2012年3月6日停电测试值为0.081%）?183线路电压互感器介质损耗及电容量测试数?
2.2原因分析
用自激法对CVT的电容器上节及下节进行电容量及介质损耗测试?测试电容器上节电容量及介质损耗时，通过自动切换接线实现；测试电容器下节时，对试品电流和标准电流进行相量测试，通过幅值计算得到电容量，通过角差计算得到介质损耗，其工作原理如图3（a）所示?当检流计G为零时，电桥电压平衡，通过已知的电桥参数及测试值，便可计算出被试品的电容量及介质损耗?如果电容器末端绝缘降低，那么在测试电容器下节电容量及介质损耗时，相当于在N端子并接了一个对地电阻，其工作原理如图（b）所示?
3现场处理过程
采用排除法，一一分析排除
3.1原因
首先分析110kV线路对地电容量不对称原因，由于线路比较短近20公里；查阅线路三相布置方式合理，并且冬季树木处在冬眠期，因此排除了输电线路周围杂物造成三相对地电容量有较大不对称的可能性?根据现场介质损耗角测试数据tgδ%为0.89%，已超出电力设备预防性试验规程中膜纸复合绝缘tgδ%≤0.2%的规定?因此根据现场试验测试C1电容量的增大和介质损耗角增大，在排除设备外观没有渗漏点造成设备进水受潮的因素外，初步判断是由于C1其内部的电容单元有击穿短路现象?建议立即退出运行对B相电容式压变进行更换?新更换的B相电容式压变投入运行后，现场监视发现三相电压平衡?由测试数据我们发现B相电容式电压互感器C1电容量增大，C2电容量不变，而母线电压U也不变，根据电容分压原理U1U2=C2C1，C1的增大造成则U1减小和U2增大，因此不考虑中间电压互感器的影响，按照额定的分压比，由于U2电压升高造成二次电压升高，这说明三相电压的不平衡是由于C1的电容量增大引起的?
3.2测量
现场实际测量电压互感器接地引下线的接地电阻三相均衡均小于20mΩ，排除了接地不良的可能?
3.3缺陷情况
初步判断电容电压互感器存在缺陷，为此我们对设备进行了停电试验，试验情况如下：测试前为排除瓷套表面影响，对设备的外瓷套和二次端子板用酒精进行擦洗干净后开始试验，为排除仪表的影响，试验采用由HV-9001康申电桥和AI-6000D泛华电桥两套仪器进行比较，结果基本接近，因此可以排除仪表的影响，为了分析数据方便，试验数据均使用泛华电桥测量数据为准?由于B相电容式电压互感器介质损耗和电容量与原始数据比较?与上次试验数据比较?与规程规定比较均有明显变化，根据综合分析判断要求，现场又对A相电容式电压互感器试验测试无异常?
3.4解体试验
该设备退出运行后，对其电容器进行了解体试验，去掉电容器的瓷外套后，对C1电容器进行了检查，发现下侧第四个电容单元有明显击穿的黑色小孔，说明该电容单元发生了局部击穿减少了电容层，使该电容器单元的电容量明显偏大，与上文的分析结果完全一致?
4装置使用说明
线路带电时，红灯常亮，绿灯熄灭；线路不带电时，红灯熄灭，绿灯常亮；没有电源时，红灯和绿灯都熄灭?若需检查装置，则按下“复位”按钮，装置进行自检，指示灯全亮，继电器吸合，待自检结束会显示线路状态?在接触闭锁装置时，需保证所有装置的线路带电显示均为无电并无法获得外部电源时，才可进行检测?
结语
高压带电显示闭锁装置弥补了传统验电方式的缺陷，可实现高压供电线路和高压电缆终端设备在线检测，因其安装方便?安全性高，已得到广泛应用?电容式电压互感器的电容分压器是由几十个元件串联组合而成，总体介损值小于单只电容器的介损值，这样会出现单只介损超标但总体介损合格的情况?因此，电容式电压互感器在作介质损耗试验时，各电容器应尽可能分别试验设备投运4年以后在到达运行老化期间，应加强监视?
参考文献：
[1]孙振权，顾红伟，李彦明.高压带电显示及闭锁装置现状及发展前景[J].高压电气，2009，45（4）：115-17132.
[2]杨爱霞，孙花枝，刘晓焱.高压带电显示闭锁装置的研究[J].传感器世界，2001（11）：30-32.
[3]韩长运.高压带电显示闭锁装置及其应用[J].电气时代，2006（11）：110-111.
[4]Q/GDW168—2008输变电设备状态检修试验规程[S].
[5]咸日常.电容式电压互感器常见故障分析处理方法和预防措施[J].变压器，2002，39（5）：38-41.
论文作者:崔广泉,焦通,孙一宁,李昊,杨默涵
论文发表刊物:《河南电力》2018年4期
论文发表时间:2018/8/16
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