摘要：电容式电压互感器（CVT）运行存在二次电压异常的典型缺陷，原因为电容器单元击穿引起。为提高专业运维人员技术分析处理能力，提升设备安全稳定运行水平，开展电容式电压互感器典型缺陷分析。
关键词：电容式电压互感器; 电压异常；电容击穿
1引言
电容式电压互感器（CVT）具有冲击绝缘强度高、结构简单、体积小、重量轻、维护工作量小、价格低、不易发生铁磁谐振、可兼作高频通信等诸多优点，在高压电网中广泛应用，但也存在电容器单元击穿、二次电压异常等问题。为提高专业运维人员技术分析能力，，开展电容式电压互感器典型缺陷分析，提出针对性措施，以提高电容式电压互感器运行可靠性。
2运行情况分析
某500kV变电站发生3宗共4台500kV CVT二次电压偏差的设备缺陷，分别是500kV 2M A相CVT、#4主变变高A相CVT和500kV东惠甲线A、B相CVT。经过带电电压检测、停电预试、更换和其中两台解剖分析，缺陷均由于内部电容单元击穿引起。
4台CVT型号厂家出厂日期均相同。型号：TYD-500/√3-0.005H，生产日期： 1999年3月。
CVT原理如图1：
图1 CVT原理图
图2 内部电容屏击穿1
图3 内部电容屏击穿2
其中C11=C12=140个电容单元串联，C13=118个电容电源串联，C2=22个电容单元串联串联，4台缺陷CVT发生及分析处理情况如下：
（一）500kV2M A相CVT
5月28日，运行人员发现500kV母线CVT预试前后II母一次电压偏大于I母一次电压约2kV左右，没有太大变化；6月29日电压偏差突变至约3kV，随后逐渐增大至约4.5kV，并一直维持至现在，说明II母CVT变比发生变化，内部元件参数可能发生突变。11月16日，专业班组带电测控电压误差，一次和二次电压电压与1M比较分别偏高4.75kV和0.37V，一次相对误差均为0.45%，二次相对误差为0.3%，大于CVT二次绕组准确级0.2（误差小于0.2%），不符合CVT误差要求。12月11日，对500kV2M A相CVT进行误差测试，结果比差为0.46%不合格。12月12日，更换500kV2M A相CVT，问题解决。随后，对更换的此台CVT测试发现C11电容与铭牌偏差0．98%，C12电容与铭牌偏差1.78%，解剖此CVT时发现C11电容内一个元件击穿，C12电容内两个元件击穿（如图2、3）。与试验数据吻合，击穿一个元件变化0.9%，两个元件变化1.8%。
（二）#4主变变高A相CVT
B、C相二次电压一直稳定在60~61.5V之间，而A相CVT二次电压在57.8~59.2V之间，A相与B、C相比较有近-5%偏差，一次也是这种情况即偏差-5%左右。8月10日，试验人员对A相CVT红外测温及介损带电测试，测温正常。当分压电容C2电容量增加或C11、C12、C13电容量减小及中间变压器一次绕组匝间短路导致变比K增大时就会出现二次绕组输出电压降低的现象。但C11、C12偏差量很小（百分之零点几）。3月13日，试验人员停电预试时发现A相CVT的C2电容量较其他两相增加5%，介损值为3.13%，与其他的1%左右比较，增加较明显。初步判断下节的中下部的C2电容内有一个单元击穿。3月15日，检修人员更换#4主变变高A相CVT，随后解剖A相CVT，发现下节中的C2电容有击穿一个电容单元击穿（如图4），与解剖前分析的击穿C2的一个电容单元容值变化0.46%基本吻合。12月12日，检修人员更换500kV2M A相CVT，问题解决。
图4 内部电容屏击穿3
（三）500kV东惠甲线A、B相CVT
7月15日，运行人员对500kV东惠甲线线路CVT二次电压测量，结果A相：58.2V、B相：58.4V、C相：60.6V，A相与C相二次电压偏差4.12%，B相与C相二次电压偏差3.77%。偏差数值保持稳定。8月9日，试验人员停电预试，A相C2容值偏差3.698%，B相C2容值偏差3.712%，证明A、B相内部的C2电容各有一个电容单元击穿。8月20日，检修人员对500kV东惠甲线线路A、B相CVT更换，问题解决。
3、结论
本文通过解体分析得出以下结论：
（1）二次电压监测是及时发现电容单元击穿或断线故障的有效措施。其判断参考标准：正常情况下二次电压相间差一般不超过5V。
（2）实施以巡视、红外测温、二次电压监测、预防性试验等手段为主，油色谱分析为辅的多手段综合运维、诊断方式是目前确保CVT正常运行，降低设备运行风险的有效措施。
（3）后续应继续开展二次电压波形分析及其带电测试可行性研究，以更灵敏地发现电容器单元及电磁单元的潜在缺陷。
参考文献
[1]GB /T 4703-2007. 电容式电压互感器 [S].GB /T 4703-2007. Capacitor voltage transformers[S].
[2]GB /T 4703-2005. 耦合电容器及电容分压器 [S].GB /T 19749-2005. Coupling capacitors and capacitor dividers[S].
[3]陆安定. 发电厂变电所及电力系统的无功功率[M], 北京:中国电力出版社,2003.LU Anding, nactive power of power plants and power systems, BEI Jing:2003.
作者简介
张登，男，工程师，硕士，变电一次设备运行维护研究。
巫环科，男，高级工程师，硕士，变电一次设备运行维护研究。
罗俊杰，男，工程师，本科，变电一次设备运行维护研究。
基金项目
职创项目“电容式电压互感器二次端子箱防雨罩的研制”（项目编号：031900KK52190036）。
论文作者:张登,巫环科,罗俊杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
标签：电容论文; 电压论文; 电压互感器论文; 偏差论文; 单元论文; 人员论文; 缺陷论文; 《电力设备》2019年第16期论文;