输变电中电压互感器故障分析及解决措施

2022-09-10

电压互感器在使用中相位正确非常关键, 这就要求接线极性一定要对应, 一旦引出端子用错, 造成极性用反将会使电压相位变化180°, 因而一般其一次、二次侧都会标出极性。电压互感器在运行中一定要保证二次侧不能短路, 因为其在运行时是一个内阻极小的电压源, 正常运行时负载阻抗很大, 相当于开路状态, 二次侧仅有很小的负载电流。若二次侧短路时, 负载阻抗为零, 将产生很大的短路电流, 巨大的发热会将互感器烧坏, 甚至导致发生设备爆炸事故。

保证电压互感器安全稳定运行非常必要, 本文通过对电容式电压互感器 (CVT) 接地故障的分析、研究, 揭示故障发生的主要原因及一些不容忽视的隐患。

1 故障案例

某100kV变电站I段母线电容式电压互感器A相发生故障, 监控机报警为110kVl段母线PT断线告警, I段母线接地告警, 零序电压3Uo为100V, 同时发现备自投屏冒出浓烟。值班人员打开屏门发现左侧汇线槽起火燃烧, 值班人员用灭火器灭火时发现始终有一根导线闪着红光, 遂用钳子将其剪断, 之后火才被扑灭, 将11OkVl段母线电压互感器退出运行。

2 故障分析

该电容式电压互感器是TYD-11O/B-0.02H型, 接线原理图如图1。

拆检A相电压互感器时发现:在二次端子接线板及连接线外露部分严重烧损, 变电站备投屏由小母线引入接地极的接地线首先起火燃烧, 同时引燃汇线槽内其他线路。将端子接线板及连接线清理恢复, 检测A相电压互感器, 摇测绝缘电阻如 (表1) 。

绕组短路, 造成一次绕组存在短时大电流, 由于油箱体积小, 散热不良, 导致发热严重, 才使得中间变压器绕组绝缘出现过热变色现象;由于外部接线端子烧毁, 造成一次侧电磁单元低压接地端A点烧断悬空, 并与二次输出回路dn短接, 通过dn接地 (见端子接线图2) 。

110kV电容式电压互感器中间变压器一次电压为13kV, 此电压同时加在二次回路的dn上, 而dn、2n、1n都接在端子箱内的N 6 0 0上, 再与配电屏侧电源小母线1YMN相连并在屏内接地 (如图3示) 。

电压互感器二次输出端在互感器本体及现场端子箱均未接地, 只在控制室配电屏内接地。由于屏内的接地线较CVT与端子箱的连线较细, 造成屏内发热严重而首先起火燃烧。灭火时, 操作人员用钳子剪断导线也是相当危险的, 剪断后的一端仍带有13kV的高压。

将修复后的电容式电压互感器检测绝缘和用自激法测量电容分压器的电容量及介损试验均正常。投入运行约12h后, 监控机再次报警。

110kV I段母线PT断线告警, I段母线接地告警。此时测量二次电压U A=O, UB=58V, Uc=59V, 开口角电压UL为100V。

我部门协助检修人员到现场, 再次将CVT退出运行, 并对相CVT进行测试, 摇测绝缘电阻发现补偿电抗器低压端对地为0, 其他的均小于等于200MΩ。用自激法测量电容分压器的电容量及介损时又出现了第一次测试现象, 设备输出过载。因电容器分压装置刚刚做过介损试验, 故判断电磁单元出现故障。将CVT的瓷套管和底座油箱单元解体检查, 发现电容器分压装置高压抽头出线端与变压器铁心距离较近而被高压击穿, 油面上还漂浮着一些细小的碳粒。分别测量电磁单元和ZnO避雷器的绝缘电阻均在200MΩ以上。

原因分析:上次拆检时, 由于设备无有定位装置, 电容器与电磁单元配装角度出现了误差, 使得电容器分压装置高压抽头出线端与变压器铁心距离较近, 安装时也未引起检修人员的注意;同时用自激法测量电容分压器的电容量及介损时, 因电压较低, 未能使该点击穿。结果造成CVT投入运行不久再次发生故障。