500kV电容式电压互感器电压异常原因分析

关于220kV母线电容式电压互感器故障处理和原因分析

变电站在测量交变电流的高电压时，为了能够安全地对其电压进行测量，就需要使用电容式电压互感器这个变压器。由于输入线圈的匝数大于输出线圈的匝数，因此输出电压小于输入电压，电容式电压互感器就是降压变压器。某变电站出现了两起母线电压显示不正常的故障，对于这种异常故障进行分析之后，发现故障原因是由于母线电容式电压互感器的一个保护电阻损坏所致，即母线电容式电压互感器的故障而导致了条母线的电压显示不正常。通过对该变电站出现的故障情况进行处理和原因分析，对类似的母线电压显示不正常故障做出了相关的调查，总结了导致母线电容式电压互感器发生故障的多种原因，并且提出了对于这种故障可以实施的改进方法以及预防手段。本文将详述母线电容式电压互感器的工作原理、常见的异常故障及其原因，并提出故障相关的处理措施，希望能够给相关人士提供一些参考的内容，以促进母线电容式电压互感器故障处理工作的顺利进行。

标签：220kV；母线电容式电压；互感器；故障处理；原因

在电力设备中经常会提到CVT，其实这就是电容式电压互感器的简称，它是一个有着独特结构的电气设备，主要是由电磁单元和电容分压器组成。电力线路载波耦合装置中的耦合电容器还有电压互感器都能由它代替，集两者功能于一体。近些年来的电网改造工程中电容式电压互感器的应用极其广泛，例如在很多变电站的母线线路上或者大型变压器的转换线路上都安装有这种电容式电压互感器。这种电容式电压互感器通常被适用于110kV及以上电压等级的变电站上，但是，电容式电压互感器存在的质量问题越来越多，主要是因为受到设计水平、使用的原材料以及生产工艺的影响。发现在投入生产中出现的故障率高于常规的电压互感器和耦合电容器出现的故障率，电网的安全运行也随之受到影响。

一、电容式电压互感器的工作原理

电容分压器由高压耦合电容器Cl和分压电容器C2组成，电磁单元位于油箱内，由中间变压器T、补偿电抗器L、阻尼器Z组成，二次绕组端子alxl，a2、x2和af、xf，电容分压器低压端δ、结合滤波器J及保护间隙F等位于端子箱内。电磁单元中的补偿电抗器L用来补偿电容分压器的容抗，阻尼器Z用来阻尼CVT内部的铁磁谐振（具体如图1所示）。

500kV电容式电压互感器精度超差分析及处理

电容式电压互感器（CVT）是一种由串联电容器分压，再经电磁式互感器降压和隔离，可用于保护、同期、计量和电力载波的电压互感器。电容式电压互感器主要由电容分压器和电磁单元组成，如图1所示。电容分压器由瓷套和装在其中的若干串联电抗器组成，瓷套内充满保持0.1MPa正压的绝缘油，并用钢制波纹管平衡不同环境以保持油压。电磁单元由装在密封油箱内的变压器、补偿电抗器、避雷器和阻尼装置组成。一次绕组分主绕组和调节绕组，一次侧和一次绕组之间串联一个低损耗电抗器。由于电容式电压互感器的非线性阻抗和固有的电容有时会在电容式电压互感器内引起铁磁谐振，因此在二次绕组上跨接一个由电阻和电抗器组成的阻尼装置来抑制谐振。电容式电压互感器与电磁式电压互感器相比，具有冲击绝缘强度高、制造简单、重量轻、体积小、成本低、运行可靠等优点[1]。

1 精度超差发现过程

华东某抽水蓄能电站通过两回出线接入华东500kV系统主干网，每相500kV出线安装1台西安西电电力电容器有限责任公司生产的TYD500/√3-0.005H型电容式电压互感器。自2011年投产以来，该电站6台500kV电容式电压互感器运行情况良好，未出现漏油、裂纹、温度高等异常现象，各项试验数据均正常。投产前试验数据见表1，其中f是压差，δ是角差。

2015年经华东电力试验研究院有限公司对电站的6台电容式电压互感器进行准确度试验，试验过程中发现电站的5台TYD500/√3-0.005H型电容式电压互感器均存在不同程度的超差现象。试验数据见表2。

对比2011年投产前与2015年实验数据，可发现测试值整体正向偏移，但偏移量不大。

2 精度超差原因分析

查阅相关资料及设备说明书可知，导致电容式电压互感器准确度发生变化的原因主要有温度、电源频率、运行时间、实验仪器以及高压引线的角度等，排除以上因素的等影响，且根据测算，若高压电容C1一个元件变化量被击穿，引起的误差偏移量为正偏5%，因此判断导致正向偏移量不大的原因，不可能是电容元件击穿[2]。

电容式电压互感器常见故障分析处理方法和预防措施

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，在电力系统中得到广泛应用。CVT 具有绝缘强度高、能够降低雷电冲击波头陡度、不会与系统发生铁磁谐振、造价低且能兼作耦合电容器用于电力线载波通信等优点，在电力系统已被广泛采用。从多年的运行情况来看，CVT 总体运行情况是良好的，但也出现缺陷或故障，本文通过分析电容式电压互感器CVT 故障，并提出了电容式电压互感器CVT故障措施。

关键词：互感器；故障；预防措施

一、CVT的结构和工作原理

CVT 主要部分由电容单元和电磁单元组成，另外再加一些辅助装置如保护避雷器等。其中电容单元主要由主电容C1和分压电容C2组成，主电容和分压电容均是由许多电容元件串联构成。500kV CVT 内电容元件多达数百只。主电容C1和分压电容C2均安装在瓷套内。500kV级设备中有3 节瓷套，220kV 级设备则有2

节瓷套，而110kV 级设备中只有1 节瓷套。电磁单元主要由中间变压器，补偿电抗器和阻尼器等组成，对于油浸式CVT，它们通常安装在密封油箱里。其工作原理为：电容单元通过电容分压将系统一次电压进行降压，作为中间变压器的输入，此时对中间变压器的绝缘要求可大大降低。中间变压器再将电压降低，供电能计量、继电保护等装置使用；补偿电抗器实现调节整个回路的电抗以达到与电容器的容抗相抵消的目的，补偿容抗压降随二次负荷变化对CVT 的影响。阻尼器的作用是在短时间内大量消耗谐振能量，以抑制CVT 自身的铁磁谐振。避雷器防止分压电容上产生过电压时对电磁单元造成损坏。电容式电压互感器的工作原理可概括为：电容器分压、中间变压器降压、电抗补偿和阻尼器保护。

二、电容式电压互感器CVT故障的原因

第６期（总第１５０期）　２００８年１２月　山　西　电　力　ＳＨ　ＡＮＸＩ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　Ｐ０ＷＥＲ　Ｎｏ．６（Ｓｅｒ．１５Ｏ）　Ｄｅｃ．２００８　

一起５　０　０　ｋＶ电容式电压互感运行异常的处理　

王烁波，牛永红，王建伟　

（晋中供电分公司，山西晋中０３０６００）　

摘要：介绍了晋中５００　ｋＶ变电站ＴＹＤ５００／　０．００５Ｈ电容式电压互感器运行中出现“５００　ｋＶ　

晋霍Ⅱ回线ＰＳＬ一６０２ＧＡＰＴ断线”等异常光字情况的分析处理，查出一ＰＴ二次电压波形和幅值出　现异常的根本原因，提出了从根本上防范和杜绝该此类问题的措施。　

关键词：电压互感器；异常；消除措施　’　

中图分类号：ＴＫ４５１　．２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７１－０３２０（２００８）０６—００５２－０３　

电容式电压互感器（ＣＶＴ）一般由电容分压　

器和中间电压电磁单元组成。电容分压器又包括高　压电容器Ｃ１（主电容器）和串联电容器Ｃ２（分压　

电容器），其中Ｃ１由Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３　３个电容串　

联组成，ｃ２为分压电容，其抽头由瓷套从底座引　至电磁装置的油箱内，电磁装置由中间变压器、补　

偿电抗器和阻尼器组成。　

１运行异常现象　

５００　ｋＶ晋中变电站位于山西省中部，是山西　电网的重要枢纽变电站，该站于２００４年投运，　

２００７年扩建。扩建工程中包括新建５００　ｋＶ晋霍Ⅱ　

回线间隔及所属设备的内容。设备沿用Ｉ期设计选　

型，ｃＶＴ采用国内某厂生产的ＴＹＤ５００／￣／－３－　

０．００５Ｈ型电容式电压互感器，２００７年７月５日　

投运。　ａ）７月２２日２１时３２分，监控系统发光字：　“５００　ｋＶ晋霍Ⅱ回线ＰＴ断线”，后该信号自动复　

归。监控系统短时显示电压为Ｕ　。：４９０　ｋＶ，当日　保护人员对该ＰＴ二次回路检查无异常。　

ｂ）８月２日５时３４分，监控系统发ＰＴ断线　

光字，“ＲＣＳ一９０２Ａ装置异常及闭锁”，“ＲＣ　９２５装　

收稿日期：２００８—０４—２４，修回日期：２００８　０９—３０　作者简介：王烁波（１９７８一），男，山西介休人，１９９９年７月毕业于　武汉水利电力大学电力系统及其自动化专业，工程师；　牛永红（１　９６６一），男，山西洪桐人，１９８８年７月毕业于　太原工业大学发电厂及其自动化专业，高级工程师；　王建伟（１９６８一），男，山西平遥人，１９９３年６月毕业于　葛洲坝水电工程学院电力系统及其自动化专业，高级工　程师。　・　５２　・　置闭锁及异常”等报警信息。当日检查发现该ＰＴ