摘要：电容式电压互感器是电网运行中不可或缺的重要设备，其主要是由电容分压器和电磁单元两部分组成。由于它结构简单且可兼具多种设备的功能，近几年，在电力系统中得到泛应用。作为电容式电压互感器应用中的重要方面，对其二次电压异常处理的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对二次电压异常处理问题的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化电容式电压互感器在实际应用中的最终整体效果。
关键词：电容式；电压互感器；二次；电压异常
1电容式电压互感器概述
电压互感器是电力系统中电压参数的测量元件，电压互感器运行情况、测量准确度、测量量程范围等对电力系统电气测量、控制等造成影响。电容分压器由一台或几台耦合电容器串联叠装组成。电容分压器通过中压端和低压端与电磁装置连接。电磁装置由中间变压器、补偿电抗器、保护装置、阻尼装置等组装在油箱内构成。主要用于中性点有效接地及非有效接地电力系统中，接到线与地之间为电气测量仪器、仪表和保护、控制装置提供电压信号并兼作电力线路载波耦合装置中的耦合电容器。电容分压器、电磁单元中元件损坏造成电容式电压互感器工作异常，引起二次输出电压异常甚至电容式电压互感器爆炸，对电力系统电气测量、控制等造成不利影响。
电容式互感器按照电容分压器同电磁装置的组装方式可以划分为一体式以及分体式两类。一体式电容式互感器的特点就在于其将电容分压器安装在电磁装置的油箱上。位于电容分压器的下部底盖有两个线管，一个是中压出套线管，连线深入到电磁装置内部，其作用在于实现电容分压器中压端与电磁装置的对接。或者也可以在瓷套上开通一个小孔洞，引出中压端，对电容以及介损效用进行测算。分体式电容电压互感器的电磁装置同电容分压器中压端的连接位置处于其外部，这种类型的分压电容器下节电容必须通过对瓷套上进行开孔才能完成对中压端的引出工作。通过套管，电磁装置将所对应的高压端引出，以方便彼此的连接。所谓的分体并不是说一定要将电磁装置同电容分压器进行分离安装，一些厂家对于分体式的制造依旧是在电磁装置的油箱上面叠装电容分压器，使用绝缘子予以支持，并且并未在分压器下节底盖安装。
2电容式电压互感器的工作原理
电磁单元和电容分压器两部分组成了电容式电压互感器，电容分压器是由高压电容C1和中压电容C2构成，其工作原理是通过设计和相互连接，使电磁单元的二次电压与加到电容分压器上的一次电压成正比且相角差接近于零。在电容分压器的作用下，一次电压被转变成13—30kV的中间电压，然后利用电磁单元，可以将中间电压转变成二次电压，同时补偿电抗器对电容分压器补偿等效阻抗，以降低电容分压器对回路压降的影响，从而确保只有数值极小的回路等效电阻才会对二次电压造成影响，并使二次电压与一次电压之间能够保持正确的相位关系和幅值，同时通过补偿电抗器的两端与避雷器并联，来限制电压过大和阻尼铁磁谐振现象出现。一旦电容分压器发生故障，高压电容C1的电容量就会增大或者是中压电容C2的电容量就会变小，这两种情况都有可能导致二次电压偏低。除此之外，如果是电磁单元部分发生了故障，也有可能导致二次电压偏低。在运行过程中，根据电磁感应的原理，正常情况下的避雷器本身的电阻非常大，因此在回路中可以将其忽略不计。当分压电容器处于正常状态时，电容式电压互感器的二次电压将会和电磁单元的各个元件直接关联起来，而一旦一、二次绕组或补偿电抗器发生故障，就都有可能导致二次电压偏低的情况出现。
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3电容式电压互感器二次电压异常原因分析及处理
3.1电容器击穿导致二次电压异常
因电容单元击穿造成二次电压升高，解体后，发现其击穿点位于电容单元表面，说明电容单元的制造车间清洁度不达标，导致电容单元可能受到杂质污染，或原材料局部存在个别缺陷，这些绝缘薄弱点导致局部电场强度较大，甚至超过原材料的要求值，在运行电压的作用下，薄弱点进一步劣化，最终导致电容单元击穿。
防范措施：加强电容式电压互感器运行中相对介损、电容量的带电测试，红外测温，二次电压的分析。如果同一厂家的产品出现过类似缺陷，对于同批次的产品应进行停电试验，并制定预控措施。没有出厂的产品，进行驻厂监造，可以要求厂家增加试验项目及特殊试验，确保产品零缺陷出厂、投运。
3.2二次输出电缆接地导致二次失压
二次输出电缆接地导致二次失压。原因分析为二次输出电缆接地，造成电压互感器二次短路，在中间压变压器一、二次线圈中流过数倍于正常值的短路电流，线圈中产生大量的热量，线圈温度升高，线圈绝缘损坏层间短路。最终导致电磁单元高压一次回路击穿。
防范措施：停电试验时，二次人员对二次电缆进行绝缘试验，运行中加强红外线测试工作。设备交接验收时，对二次回路的绝缘进行复测，确保二次输出电缆良好。
3.3二次测控装置本身缺陷导致电压异常
某500kV变电站自2015年1月份以来，某500kV线路电容式电压互感器的A、B相电压较C相及同一变电站同一母线上其他线路的电压偏高，其中B相较同意母线电压监测值高4kV，A相相较同意母线电压监测值高2kV，由于此线路属于网间联络线，至2015年12月16日没有安排停电进行试验，专业人员定期对此CVT进行相对介损、电容量的带电测试及监测电压的分析，没有异常现象。
防范措施：与二次专业人员沟通后，决定对三相设备二次回路施加60V的交流电压模拟设备运行状态，检查测控装置测试结果，发现三相测试数据不平衡，电压不平衡度与运行时监测电压的偏差问题一致。
4优化对策
除了上述的原因，因为设备材料、制作工艺以及电容分压器电容量发生变化也会引发一系列故障，设备材料质量不达标，会引起分压电容器短路。制作工艺不佳，会造成电容分压器各电容器之间连线断线。电容器是用螺栓连接的，当螺栓连接断开时，则一次回路不通，二次侧绕组将无法感应电压，电压为0。电容分压器电容量发生变化，导致二次侧电压降低。对此需要采取有效的措施进行优化：①加强运行中的红外跟踪检测，及时发现电容式电压互感器内部制热型缺陷，发现同类设备在相同运行工况下的温差变化。②对在运行中的电容式电压互感器进行密封检查，防止密封垫老化渗水，防止电容分压器进水受潮，损坏电容元件。③加强对运行中电压互感器二次电压的监视。④加强预试定检及试验数据的分析比对，开展同厂家、同类产品、相同变电站内、不同相别设备的试验数据比对，及时发现缺陷设备，预防设备故障的发生，确保电网的稳定运行。⑤要求厂家在设备工艺上严格把关，对设备监造、设备出厂试验、交接验收试验严格把关。
结语
综上所述，加强对电容式电压互感器二次电压异常处理问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的电容式电压互感器应用过程中，应该加强对二次电压异常处理的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
[1]邓永强.电容式电压互感器故障分析处理[J].城市建设理论研究：电子版，2012（35）.
[2]何燕，刘胜军，吴争，等.电容式电压互感器二次输出电压偏高分析[J].电子世界，2014（7）：67-68.
作者简介：
关小芳（1988.6），女，湖北襄阳人，三峡大学电力工程硕士，单位：广东清远英德供电局（广东清远，英德），单位邮编：513000
论文作者:关小芳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/23
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