電容式電壓互感器（CVT）是舟山電網(wǎng)使用比較廣泛的的一種電力設(shè)備。它由電容分壓器和中間電壓電磁單元組成，可兼顧電壓互感器和電力線路載波耦合裝置中的耦合電容器兩種設(shè)備的功能。在110kV及以上的系統(tǒng)中已經(jīng)逐步取代原有的線路電磁式電壓互感器，成為系統(tǒng)中不可缺少的一種設(shè)備。

隨著CVT的廣泛使用，運(yùn)行中也出現(xiàn)了一些問題，主要表現(xiàn)為運(yùn)行中二次電壓異?；蝾A(yù)防性試驗(yàn)中電容分壓器電容量和介損超標(biāo)。為深入查找CVT發(fā)生缺陷的原因，檢修試驗(yàn)人員對(duì)有問題的CVT進(jìn)行了試驗(yàn)分析和解體檢查，并探究了產(chǎn)生故障的原因。

故障現(xiàn)象

2010年5月浙江舟山某110kV電站，110kV付母C相壓變?cè)陔娋W(wǎng)正常運(yùn)行條件下，發(fā)生故障，二次電壓顯示值偏低。該電容式電壓互感器型號(hào)為TYD110/?3-0.02H，生產(chǎn)日期2005年6月，為了便于進(jìn)行故障說明和分析，首先給出其電氣接線原理圖，如下：

圖1 電容式電壓互感器接線原理圖

該電容式電壓互感器的高壓電容C1（包含C11、C12兩個(gè)單元）、中壓電容C2以及安裝在下部油箱中的電磁單元組成，其電容量分別為：C11與C12串聯(lián)后組成C1電容量為0.0282μF，C2=0.06645μF，電磁單元中間變壓器的一次端B在C12與C2的中間抽頭處，三個(gè)二次繞組的接線端子1a，1n，2a，2n，da，dn，通過接線端子盒引出，N端子經(jīng)出線盒接地。

故障發(fā)生后，試驗(yàn)人員對(duì)這臺(tái)CVT進(jìn)行了預(yù)防性試驗(yàn)，與歷史數(shù)據(jù)相比，發(fā)現(xiàn)它的C1電容量和tand正常，C2的電容量和tand卻明顯偏高，初步分析C2中有電容元件被擊穿。

電氣試驗(yàn)分析

由于設(shè)備比較笨重，移動(dòng)不方便，在停電后試驗(yàn)人員首先在現(xiàn)場(chǎng)拆掉引線對(duì)其做了常規(guī)例行試驗(yàn)。CVT的外觀無損傷痕跡，檢測(cè)電磁單元二次出線端對(duì)地絕緣、繞組間的絕緣，均大于5000MΩ，絕緣合格。隨后又對(duì)其高壓電容C1和中壓電容C2的電容量、tand進(jìn)行了測(cè)量。

采用相同的測(cè)試方法，使用儀器山東泛華AI6000-E電容介損測(cè)量?jī)x，測(cè)試數(shù)據(jù)與設(shè)備投運(yùn)前和上次預(yù)防性試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比C1 基本無變化，而C2的電容量和介損卻有明顯變化，誤差達(dá)到+6.5%。同時(shí)將故障相電容值與健全相的電容值進(jìn)行比較，部分試驗(yàn)結(jié)果如下表1所示：

表1 C1 、C2與歷史數(shù)據(jù)的比較

由上表可以看出故障相C2的電容量和介損與健全相相比變化很大，也與實(shí)際二次輸出電壓低的情況符合，我們懷疑故障相CVT二次輸出電壓低是由于C2部分電容元件被擊穿使電容量增大，而引起的二次分壓的改變。

CVT解體檢查

為了防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大,了解故障的真正原因，檢修人員現(xiàn)已更換了該付母C相壓變，并采取了相應(yīng)對(duì)策，對(duì)其進(jìn)行了解體檢查。在吊罩之后也對(duì)電容單元進(jìn)行了試驗(yàn)，與吊罩前相比試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本無變化，說明該故障與CVT外罩、試驗(yàn)接線、雜散電容等的影響基本無關(guān)。

于是，檢修人員繼續(xù)解體檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)中壓電容C2的25片電容元件中最后兩層有明顯的放電燒傷痕跡，而C1 的各電容元件完好，這與電容量和介損的測(cè)量結(jié)果是一致的。由此，可以判定該CVT二次電壓低是由于C2的部分電容元件被擊穿引起的。解體檢查結(jié)果如下所示：

圖2 被擊穿的電容元件

防止對(duì)策

由上述分析可知，該CVT的中壓電容C2的25片電容元件只有兩片被擊穿，二次電壓下降約8.5% 。在二次電壓下降幅度不大時(shí)，保護(hù)并不會(huì)動(dòng)作，不發(fā)生電壓回路斷線信號(hào)，該CVT還可以繼續(xù)運(yùn)行。但是在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行壓力下，不但會(huì)引起較大的計(jì)量誤差，還可能導(dǎo)致更多的電容元件被擊穿，從而引起CVT的爆炸事故。

檢修人員建議，針對(duì)這一缺陷對(duì)該廠家同一類型的CVT做抽樣調(diào)查、跟蹤記錄，并沒有發(fā)現(xiàn)類似的情況，說明并不是家族性缺陷。檢修人員還設(shè)想在每相CVT的二次電壓回路接入保護(hù)裝置，通過計(jì)算三相相電壓的不平衡度并與標(biāo)準(zhǔn)值比較，加強(qiáng)監(jiān)視及時(shí)告警。

結(jié)束語

由于CVT設(shè)備的特殊性，目前在線監(jiān)測(cè)和預(yù)試工作還有待深入開展。為此，筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，提出以下建議：

（1）生產(chǎn)廠家應(yīng)加強(qiáng)CVT制造過程的控制，重點(diǎn)監(jiān)控電容元件的選擇與安裝工藝。

（2）檢修試驗(yàn)人員按照相關(guān)規(guī)程定期開展CVT的預(yù)防性試驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)電容值的變化要認(rèn)真分析，根據(jù)實(shí)際情況必要時(shí)縮短試驗(yàn)周期。

（3）運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)CVT二次電壓的巡視，監(jiān)測(cè)異常數(shù)據(jù)并做出綜合分析。

（編自《電氣技術(shù)》，作者為周芳、韓幸軍 等。）