110KV电容式电压互感器结构中心点怎么接

DOI:10.3969/j.issn.1001-;一起110kV电容式;电压互感器故障分析及防范措施;冯图琴淮安供电公司变电检修中心电气试验班;电容式电压互感器在结构上一般由电容分压器和电磁单;若已知主电容为C1,分压电容为C2,中间变压器变;设运行线电压U1经过耦合电容器分压后,中间变压器;摘要本文介绍了一起电容式电压互感器在运行中发生的;1电容式电压互感
DOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2010.23.062一起110kV电容式电压互感器故障分析及防范措施冯图琴 淮安供电公司变电检修中心电气试验班电容式电压互感器在结构上一般由电容分压器和电磁单元组成。电容分压器又包括高压电容器C1 (主电容)和中压电容器C2(分压电容)。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。位于瓷套上部的外置式金属膨胀器用于调节由温度变化而引起的油量变化,使电容元件瓷套内部油压始终保持在0.005~0.05kg/cm2。主电容C1与分压电容C2的分压抽头在出厂时和电磁单元连为一体,其抽头由中压套管从底座引至电磁单元的油箱内。电磁单元由中间变压器、补偿电抗器和阻尼器组成,位于油箱内。电容式电压互感器原理接线见图1。若已知主电容为C1,分压电容为C2,中间变压器变比为N,则当高压侧运行线电压为U1时,此时CVT二次输出电压u为:设运行线电压U1经过耦合电容器分压后,中间变压器一次侧输出的中压电压为U2。摘  要本文介绍了一起电容式电压互感器在运行中发生的故障及停电试验情况,查出了导致故障发生的根本原因,提出了相应的防范措施。关键词电容式电压互感器;二次电压;电容量电容式电压互感器(CVT)由电容分压器和电磁单元组成,可兼顾电压互感器和电力线路载波耦合装置中的耦合电容器两种设备的功能。主要用于测量、继电保护、同步检测、长距离通信、遥测和监控等,能可靠阻尼铁磁谐振,具备优良的瞬变响应特性,绝缘性能好、价格便宜,近年来在电力系统中得到广泛应用。CVT的结构从理论和现场安装上来说都比较合理,但是由于受设计水平、工艺水平及原材料等因素影响,CVT存在的质量问题较多,仍发生了不少故障,常见的就是二次电压异常故障,在一定程度上威胁了电网的安全稳定运行。现介绍一起由于CVT密封不良导致电容分压器内部绝缘受潮使电容量和介质损耗增大、二次电压偏高的典型案例。1 电容式电压互感器结构及工作原理电容式电压互感器工作原理可概括为:耦合电容器分压、中间变压器降压、电抗器补偿、阻尼器保护。2 运行异常现象2009年3月,本地区110kV某变电站在电网正常运行条件下,110kV故障录波器I母零序电压越限频繁启动。故障发生后,在运行状态下,二次调试人员分别直接对2个二次电压线圈进行输出电压测量。测量发现110 kVⅠ母CVT二次绕组电压A、C相电压为59V,B相电压为65V;开口绕组电压达到9V(正常情况下小于1V),继电保护整定值为8V。调用110kVI母电压遥测曲线,经分析,故障时母线三相一次电压分别为UA=66kV;UB=67kV;UC=66kV。现场检查CVT外观正常,也无异常声音;现场检查110kVⅡ母CVT二次电压输出正常。该发生故障的电容式电压互感器为2002年某厂家生产的WVB110-20H型。图1 电容式电压互感器原理接线图C1―主电容;C2―分压电容;TT―中间变压器;L―谐振电抗器电感;F―保护间隙;E―中间变压器低压端;S―接地开关;A―载波耦合装置;ax―主二次绕组;afxf―辅助二次绕组;R0―阻尼器电阻;C3―防振电容器电容3 检查及试验情况3.1 试验过程-133-制 造中国科技信息2010年第23期    CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Dec.2010故障发生后,为进一步诊断原因,协调安排对CVT进行试验。在停电检查二次回路未见异常后测试CVT电容分压器极间绝缘以及电容量和介质损耗。极间绝缘电阻采用2500V兆欧表;电容量和介损采用济南泛华AI-6000电桥,利用自激法测试,测试电压为2kV。电容量和介损测量原理图如图2、图3。图2 自激法测量C1接线图C1―主电容;C2―分压电容;δ―分压电容低压端;CN―标准电容器;R4―无感固定电阻;C4―可调电容器;R3―无感可调电阻;ax―主二次绕组;afxf―辅助二次绕组;E―中间变压器低压端3.2 故障数据分析调用铭牌及历史试验数据,比对如表2。3.2.1 由表2可知B相CVT主电容C1绝缘电阻偏小,小于《输变电设备状态检修试验规程》规定的注意值“极间绝缘电阻≥5000MΩ”。3.2.2 B相主电容C1电容量与铭牌额定值偏差为12.5%,超过《江苏省电力设备交接和预防性试验规程》要求的“每节电容值偏差不超出额定值的-5%~+10%”,且B相主电容C1电容量与08年预试值偏差为12.5%,超出《输变电设备状态检修试验规程》规定的警示值要求“电容量初值差不超过±2%”。3.2.3 B相主电容介损偏大,超出《输变电设备状态检修试验规程》规定的注意值要求“膜纸复合绝缘介质损耗因数≤0.25%”。3.2.4 A、C两相试验数据正常。3.2.5 故障后电容分压器电容量发生变化。由已知中间变压器主二次绕组变比为(该厂家CVT在江苏电网中线路侧CVT的中间变一次侧额定电压为13kV;母线侧CVT的中间变一次侧额定电压为19kV,此CVT为母线侧的,所以额定电压为19kV)代入公式一,同时将故障发生后该CVT运行参数U1、C1、C2也代入公式一,此时CVT二次输出电压计算值为图3 自激法测量C2接线图测试数据如表1:表1表2由上面计算而得的二次输出电压ua、ub、uc为分别为59.2V、64.9V和59.4V,与运行中故障录波器动作时CVT二次输出电压59V、65V和59V相吻合,基本判断二次输出电压异常为B相CVT分压电容器存在问题。结合电容分压器的绝缘下降和介损升高,猜测可能有由于电容受潮或短路等原因引起。4 原因确认由于现场检修条件所限,于是决定联系厂家返厂检修。-134-根据厂家解体,主电容C1有受潮痕迹,其他部件都正常。厂家分析,是由于该CVT的主电容C1与分压电容C2的中间抽头由于连接至中间变压器的引线套管密封破坏,导致电容分压器内的部分绝缘油渗漏到电磁单元油箱中,电容分压器内油的真空度及密封性受到破坏后,油压由正常情况下的微正压状态转为负压状态。同时经过仔细辨别,该CVT的外置式金属膨胀器上存在微小砂眼,前面两个因素共同导致电容分压器内部环境与外部大气环境产生联系,直接促使上部C1主电容单元受潮,因此C1的极间绝缘变小,而电容量、介质损耗数值都呈现变大的现象。又由于受潮时间不长,暂未影响到下部的分压电容C2,因而C2的测试参数为良好。B相CVT主电容C1受潮后电容量变大,此时母线电压经过C1、C2分压,导致运行中C2承担比正常运行情况下更高的电压。中间电压(C2上的电压)升高后,经过中间变压器降压,CVT二次绕组输出电压也随即偏高,导致A、B、C三相二次输出电压不平衡,开口三角绕组输出9V左右的电压,致使录波器I母零序电压越限频繁启动。厂家的解体验证了我们前面的试验分析。验和外协器件(如外置式金属膨胀器)的质量把关,确实有效地防止类似故障的发生。6.2在线监测对于诊断设备故障具有准确、实时、快速特征,日常维护中除应重视CVT运行参数的巡检外,此外还应重视红外热成像等不停电监测手段的应用,通过定期对CVT进行红外监测和诊断,结合运行参数的变化,之后再结合需停电的诊断性试验数据,及早发现设备的缺陷,及时发现问题,避免盲目停电,及时排除设备事故隐患,确保设备运行可靠。另外在具体工作中加强对CVT热像图谱的资料积累与分析。5 防范措施5.1经过金属膨胀器修理,以及真空干燥处理,并对中压引线套管密封不良缺陷进行改造处理后,同样采用自激法测量其电容值和介质损失角正切,三相数据趋于平衡,测量结果合格,参见表3所示。投运至今运行正常,该故障点消除。表35.2对同厂家CVT进行了一次全面排查,其它未发生类似现象。5.3加强CVT的运行维护工作。由于外部难以发现电容分压器中压套管密封破坏缺陷,易发展为恶性事故。在运行过程中应加强对CVT的运行状况的巡视检查。5.4重视对CVT的中间变压器油位视窗以及二次输出电压参数的巡检,发现油位、二次输出电压异常现象,应及时汇报并采取措施。有条件立刻对CVT做全面试验分析。此次故障由于反应及时,立即停运,并对该CVT进行检测分析和处理,从而避免了故障的进一步恶性发展。5.5CVT在投运一年内应测量电容值,每节电容值偏差不应超过额定值(出厂值)的-5%~+10%,否则应查明原因。大于1%出厂值时应缩短试验周期跟踪其变化趋势。如电容量初值差超过警示值(±2%)或接近警示值(±2%)的趋势明显,对于运行设备应尽快安排停电试验,对于停电设备,如怀疑属于严重缺陷,则不宜投入运行。6 结论6.1电容式电压互感器(CVT)由于停电检修困难,故障后的影响面广,解体检查修复的周期相对较长,建议制造厂加强分压电容器与电磁单元电气连接部分中压套管的机械强度和绝缘强度,加强其密封性能。严格CVT设计工艺,严格出厂试参考文献[1]国家电网公司.输变电设备状态检修试验规程.北京:中国电力出版社.2008[2]江苏省电力公司.江苏省电力设备交际何预防性试验规程.2002[3]陈化钢.电力设备预防性试验方法.北京:中国水利水电出版社.2000-135-三亿文库3y.uu456.com包含各类专业文献、高等教育、行业资料、中学教育、幼儿教育、小学教育、文学作品欣赏、外语学习资料、一起110kV电容式电压互感器故障分析及防范措施83等内容。 
 35kV电容式电压互感器故障分析及对策_建筑/土木_工程...变比为 13kV/100V,110kV 的 C1 分压大,C2 分...相当于一个灯泡,这相的阻尼效果只能起短时间起作 ...  异常分析与处理 摘要 本文根据一起 110kV 母线电容式电压互感器出现二次电压偏低的现 象, 通过试验数据的分析和设备解体检查, 找出了故障所在, 并提出了预防措施...  公司 卿彬 [摘要] ] 本文根据一起 110kV 母线电容式电压互感器出现二次电压偏低的现象, 通过试验 数据的分析和设备解体检查,找出了故障所在,并提出了预防措施。...  110kV电容式电压互感器故障原因检查分析新_电力/水利_工程科技_专业资料。110kV...5 预防措施 1)加强夏季雷电天气情况下系统电压的监视,检查完善防雷系统,防止雷击...  一起 110kV 电容式电压互感器故障诊断与处理 71……电容式电压互感器二次电压...电容式电压互感器故障分析及防范措施 91……新型电容式电压互感器误差校验问题与...  并 提出一些相应的预防措施。 【 一起电容型电压互感器故障分析 【摘要】 文章通过对一起电容式电压互感器在例行试验过程中发现的电容量 数据异常现象,通过试验及...  【关键词】电容式电压互感器;耐压击穿;故障;预防措施 1.引言 电容式电压互感器...3 节瓷套,在 220kV 级设备中有 2 节瓷套,110kV 级设备中有 1 节瓷套...  110kV 电容式电压互感器油箱发热缺陷分析 16……基于 EMS 数据的电容式电压互感...一起 220kV 线路 CVT 故障分析及防范措施 44……电容式电压互感器自激法的...bbs.bjx.com.cn - Database Error
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110kV母线电容式电压互感器交接试验作业指导书
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110kV母线电容式电压互感器交接试验作业指导书
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&&&&&&& 摘要:110kV变电站的安全运行离不开电压互感器的可靠监测数据,在实际应用中电压互感器受到长时间运行、运行环境比较恶劣等因素影响,故障发生率较高。110kV 变电站电压互感器的运行故障给电力安全生产工作的开展带来制约,同时会衍生多种因素而导致不同故障的产生,甚至忽略已经发生的故障而扩大故障范围。通过对110kV电容式电压互感器故障原因的分析,从中寻找突破口,以增强 110kV 变电站系统的稳定性与安全性。因此,为了避免严重故障的产生,及时做好电力系统故障检测工作,增强电力安全意识,采用切实有效的方式进行电压互感器故障的处理,以维持健康、稳定的社会环境。
&&&&&&& 关键词:电压互感器& 故障& 处理措施
&&&&&&& 1& 110kV 变电站电压互感器常见故障
&&&&&&& 1.1 电容器出现故障
&&&&&&& 互感器在运行的过程中,其所能承受的电压为 100/ 3kV,分压器与电磁所承受的电压为 20kV 。系统运行中,由于制造质量或工艺的影响,导致分压器的质量不合格,其局部受到一定的损坏,且其电压负荷的承受能力在逐渐下降,其所承担的电压减少,进而会将电压平分给其他节点,进而会使得其他节点的电压相较之前有了明显的上升,会制约整个电网系统电能运行的稳定性。另外,在日常的运作情况下,110kV 变电站的电容器发生过爆炸现象,主要是一次绕组一段由于节点的缺失,导致一端出现放电的现象,是引起爆炸的主要原因。1.2 电磁单元故障
&&&&&&& 电压互感器电磁单元主要包括补偿电压器、中间变压器、阻尼器等部分,是电压互感器中比较敏感和脆弱的一部分。特别是电磁单元质量不达标或者密封不严,使得电压互感器经常发生各种故障。再加上有些电压互感器的加工工艺水平较低,存在很多质量隐患,或者后期运输安装过程中防护不到位,导致电磁单元损坏,导致电压互感器绝缘击穿,产生绕组短路故障。同时,若电压互感器的运行环境湿度较大,潮湿空气逐渐渗入电磁单元中,使得互感器受潮,很容易发生击穿现象,影响绕组阻性,损坏电压互感器。另外,电压互感器密封不严,潮湿空气渗入互感器内部会逐渐腐蚀铁心,加速绝缘老化,造成互感器运行故障。
&&&&&&& 1.3 绝缘单元的故障
&&&&&&& 绝缘单元是保证电路系统安全性的关键,是电网保护的必备措施。在电压互感器运行的过程,必须具备绝缘部分的保护,避免电网安全事故的发生。在绝缘部分,由于各方面的因素,也会导致绝缘系统受限,例如,绝缘设施出现老化的现象,或者在安装运输过程中碰撞损坏而未及时发现,或者是设备使用时间太长超期服役,绝缘效果减弱,极易出现老化现象,影响着对电路的保护效果,是亟待解决的一项重要问题。
&&&&&&& 1.4 其它故障
&&&&&&& 110kV 变电站电压互感器运行过程中,经常发生各类故障:其一,油箱受潮,随着电压互感器的长时间运行,其温度持续上升,在不断变化的运行环境中,电压互感器会受到影响,使得电压互感器使用寿命不断缩短;其二,避雷器发生击穿事故,会使得电压互感器内部温度状态发生较大变化,很容易损坏电压互感器元件;其三,材料质量不达标,电压互感器材料质量不达标,会使得互感器损耗不断增大,严重影响电压互感器的使用性能和使用寿命。其四,运行电力系统中产生的高次谐波,是对电压互感器安全运行危害较大的因素之一。由于电压互感器自身阻抗很小,多为50VA以下。当系统负荷如电子焊接等产生的高次谐波侵入电压互感器回路,在互感器绕组中激励,导致互感器铁芯饱和发热,严重时烧毁互感器绝缘,导致高低压击穿,危害人身、设备、电网的安全。
&&&&&&& 2& 110kV 变电站电压互感器故障处理措施
&&&&&&& 2.1采用合适的故障检测方法。
&&&&&&& 针对 110kV 变电站的电压互感器故障问题,必须采用合适的检测方法。
&&&&&&& 2.1.1经验检验法
&&&&&&& 在110kV 变电站运行过程中,一旦电压互感器发生故障,维护检修人员可以依据自己长时间的工作经验对故障做出初步判断,使用传统的基础检测设备,对电压互感器进行基本检测,这种检验方法要求维修人员必须具有扎实的基础理论知识和丰富的维修实践经验,在电压互感器检测前,必须对故障互感器从电网中隔离开来,以保证测试人员的安全和防止故障扩大。在电压互感器检测过程中,用手触摸设备元器件、倾听运行声音、鼻闻气味等方式,分析电压互感器故障原因和部位,这种检测方法效率较低,存在一定的误差,随着现代化检测技术的快速发展,各种新设备、新技术不断涌现,传统的经验检测法逐渐成为一种辅助性质的检测方法。
&&&&&&& 2.1.2仪器检测法
&&&&&&& 110kV变电站的电力线路非常复杂,电压互感器发生运行故障后,其故障检测存在一定难度,故障排除过程中很难依靠肉眼来判别故障位置,因此在实际的110kV变电站运行过程中,工作人员多是使用一些现代化的电子检测仪器。特别是红外热成像仪,这种检测仪器的操作使用比较简单,检测效率和准确度较高。当电压互感器发生运行故障时,使用红外热成像仪,对电压互感器进行外部摄影,了解设备内部的详细情况,可以及时发现电压互感器故障位置和损坏的元器件。注意,我们在注重实测数据的分析时,一定要配合故障前的运行参数进行综合分析,以免出现误判断。
&&&&&&& 2.2 规范电压互感器制造
&&&&&&& 电压互感器运行状态对于 110kV 变电站的安全性有着重要影响,所以为了保障电压互感器的使用性能和使用寿命,应规范电压互感器的加工制造,针对电压互感器的加工制造,出台相关法律法规,保障电压互感器加工制造质量。同时,在加工制造电压互感器时,尽量不要设置避雷器,防止发生避雷器击穿现象,并且相关生产厂家应严格按照相关法律规定,规范加工制作工艺,提高电压互感器加工制作质量。
&&&&&&& 2.3 改善制造关键环节
&&&&&&& 当110kV变电站电压互感器发生运行故障时,维护检修过程中应注意线路断电问题,确保电压互感器维护检修的顺利进行。由于电压互感器的结构整体性和独立性较好,拆卸拆分难度较大,不仅需要浪费大量的人力和时间,而且电压互感器的故障检测效率较低,因此电压互感器生产厂家应进一步改进其构造,考虑到其故障检测的拆卸情况,加工制作标准化、规范化的元器件,提高电压互感器的故障检测准确性和检修效率。同时,为了解决电压互感器需要停电检修的问题,相关生产厂家应注意提高电压互感器的绝缘性能,积极采用新材料、新技术,在电压互感器外层设计优质绝缘层,提高其故障检修的安全性。
&&&&&&& 3 结束语
&&&&&&& 电力安全生产一直是社会广为关注的问题,直接关乎着人们的生命安全与财产安全,是影响社会稳定的重要因素。在 110kV 变电站运行的过程中,电压互感器系统相对脆弱,极易受到多方面因素的影响,导致安全故障的产生,影响着整个电力系统的运行,会对人们生活或社会发展构成严重的威胁。为了实现对故障的科学处理,首先应认识到电压互感器的故障类型以及造成故障的原因,为故障的解除提供条件。
&&&&&&& 参考文献:
&&&&&&& [1]唐金锐. 电力线路在线巡视监测及故障精确定位的研究[D].华中科技大学,2014.
&&&&&&&&[2]宁子森. 高压套管绝缘缺陷监测方法的研究[D].华北电力大学,2014.
&&&&&&& 作者简介:
&&&&&&& 殷帮文(1971-)男,汉族,电力工程师,全国注册监理工程师,长期主持或专业主持输变电工程建设。
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报告编号 DYHGQ-2010-SP-020
试品名称 110kV电容式电压互感器
设备状态 新装设备
安装地点 110kV开关站
客户名称 沙坪水电站
委托单位 中国水电五局有限公司机电制造安装分局
客户地址 四川省雅安市沙坪
检测部门 中国水电五局有限公司中心试验室电气检测组
论 检测结果见检测报告
检测项目、方法及设备
检测数据、结果
为保证安装在现场的110kV电容式电压互感器在经过长途运输、现场二次倒运、安装后能保证产品性能、符合设计要求;自日中国水电五局中心试验室对沙坪水电站110kV电容式电压互感器,按照国家电气设备交接试验规程进行了投运前的检查、试验。
2.检测依据:
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》
3.检测方法及设备:
3.1.电容式电压互感器绝缘电阻试验,依据标准9.0.2款采用2500V兆欧表测量,测量值不小于1000 MΩ,并符合厂家技术规定。
3.2. 电容式电压互感器绕组直流电阻测试,依据标准9.0.7款采用双臂电桥测量,测量值符合厂家技术规定。
3.3. 电容式电压互感器极性检查,应符合设计要求并与铭牌标志相符。
3.4. 电容式电压互感器电容量及介质损耗角tgδ测试,依据标准9.0.12款采用介质损耗测试仪测量,介质损耗角tgδ不大于0.5%,电容量不超过出厂值的-5%或10%。
3.5. 电容式电压互感器二次绕组及接地端工频耐压试验,依据标准9.0.5款进行,并符合该款规定。
3.6.主要设备表
序号 试验项目 设备名称 规格型号 编号 厂家 检验
1 绝缘电阻测量 数字兆欧表 在定有效期内
2 在有效期内 3 直流电阻 双臂电桥 QJ44 0.2 80234 天水长城 在有效期内 4 交流耐压试验控制台 KZT-10/025 96108 泸州高压电子设备 不检
试验变压器 YDW-10/50 96019 泸州高压电子设备 不检
高压分压器 GY-100 05120 泸州特变 在有效期内
数字万用表 FLUKE 美国 在有效期内
名称 电压互感器 出线端子标志 1a、1n 2a、2n da、dn
型号 √3-0.02H 额定电压比kV) 100/√3 100/√3 100
额定电压√3 额定输出VA) 25 30 100
出厂日期 20年月 准确级 0. 0.5 3P
试验数据:
温度:13 ℃
湿度: 70 %
出厂序号 1 2a-2n da-dn
.129 19.675 43.243
.132 19.677 43.239
.134 19.680 43.242
2、绝缘电阻测试(G?/2500V)
温度:13 ℃
湿度: 70 %
出厂序号 1 2a-2n对1a-1n、da-dn及地 da-dn对1a-1n、2a-2n及地 电容分压器首端对地
140 140 ≥200
134 135 ≥200
130 147 ≥200
3、极性检查
温度:13 ℃
湿度: 70 %
出厂序号 1 2a-2n da-dn
094318 减极性 减极性 减极性
094319 减极性 减极性 减极性
094320 减极性 减极性 减极性
4、电容及介损测试
温度:13 ℃
湿度: 70 %
出厂序号 (%)
.20 62.49 0.234 0.212
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