CVT故障分析报告
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CVT故障分析报告
摘要本文介绍了某220kv变电站运行中出现故障电容式电压互感器（cvt）的整个故障排查过程。
试验人员通过现场试验对设备故障进行初步诊断，解体试验验证初步诊断结果，最终找出故障所在。
对其它设备的故障排查工作具有重要的指导意义。
关键字故障cvt 故障分析高压试验
中图分类号： u226.8+1文献标识码：a 文章编号：
一、故障情况概述
1、故障情况简介
某220kv变电站内3号变母差及281、283线路保护各两套装置均报pt断线告警（两套保护装置分别取自电压互感器的两个二次绕组），站内从后台机监测220kv1号母线b相电压在逐渐降低，大约10分钟后显示母线b相一次电压为11kv(正常电压应为132kv)，a、c两相电压正常。
220kv1号母线所有设备的保护装置已并列到2号母线电压互感器，所有保护装置工作正常，后台机2号母线电压显示正常，保护人员在220kv1号母线电压互感器二次端子箱出线端检查三相电压均正常。
2、设备参数及结构简介
1）设备铭牌主要参数：
2）设备原理接线见图1、2所示：
图1 cvt的典型原理接线图图2 220kvcvt结构示意图
3）设备结构：
该电容式电压互感器（cvt）为组合式结构，由2节瓷套外壳的电容分压器和安装在下部油箱的电磁单元两部分构成，其中c11安装在上节瓷套内，c12和分压电容c2共装在下节瓷套内，其结构如图2所示。
该cvt的实际外形如图3所示。
中间变压器二次绕组共有4个线圈，分别是1a、1n；2a、2n；3a、3n；da、dn，通过接线盒引出，x端在出线盒内接地，二次绕组接线板见4所示：
图3 故障cvt 图4 故障cvt二次绕组接线板
二、故障诊断过程
1、现场试验
在现场进行了高压诊断试验，试验数据分析如下：
1）绝缘电阻试验：电容单元从c21高压端测试高压对地绝缘电阻：50000mω，在正常合格范围，从c22尾端测试绝缘电阻：3000m ω，绝缘略低（考虑到接线端子表面清洁程度及试验时的空气湿度，此值也在正常范围）。
2）介损试验，使用正常二次激磁法测试（使用9001和ai6000d 交流介损仪），两套介损仪显示回路错误信息，无法测试。
采用正
接线c21c22串联整体测试介损值0.08，电容量20170μf，与出厂值20190μf比较合格。
反接线测试电容尾端介损值5.77，电容量64940μf，与出厂值64330μf比较也在合格范围内。
3）电磁单元（使用2500v兆欧表），一次尾端对二次及地绝缘电阻10000mω，二次所有绕组分别测试的绝缘电阻均在10000mω以上，均在正常范围。
4）负载试验，从电压互感器辅助绕组加压，电压6.5v时电流15a，升压过程电流较稳定，试验另外一只正常的电压互感器，电压6.5v时电流15a。
5）油化试验，油化报告显示h2、c2h2、总烃严重超标，另外co2和co的数据也不正常，显示设备内部有严重的过热现象。
从以上现象初步分析，设备所有二次绕组电压降低，故障部位应在电磁单元一次绕组与电容单元的下节c22部分，设备的各个部位绝缘电阻正常，整体电容单元试验合格，二次激磁介损无法测试，负载试验电流与正常设备数值近似，但设备的油箱中的绝缘油反映内部有严重的过热现象，可分析为电容单元正常，电磁单元的一次高压绕组中有短路匝，短路匝中的环流产生热量，反映到绝缘油中，而短路匝也形成一次侧负载，使负载试验误为正常。
现场试验结论为不合格，立即停止运行，进行更换。
2、故障cvt运回后复试
对故障cvt进行解体前高压诊断试验，试验数据分析如下：
绝缘电阻试验（使用2500v兆欧表），此项检查是对电容式电压互感器的电磁单元的绝缘状况是否有异常。
分别测试二次绕组对一次及地绝缘电阻均在20000mω，一次尾端绝缘电阻20000mω，电容尾端对地绝缘电阻50000mω，未发现异常。
二次绕组直流电阻试验（使用qj44双臂电桥），此项试验是检查互感器二次绕组是否有匝间短路或回路接触不良现象，未发现异常。
二次激磁介损及变比试验（使用ph2801交流电桥），此项试验是检查互感器电容单元是否有缺陷以及互感器高压绕组是否正常，电桥显示信息错误，无法测试。
因互感器二次已施加了电压，电桥是从互感器的电容单元c21的顶端采集电压信号，错误信息应是电桥输入的电流太大，而又未采集到高压信号所致，此现象表明故障部位应在电磁单元的一次绕组回路。
电容单元c2整体介损（使用ph2801交流电桥），此项试验是检查电容单元是否有异常，同时也是判断故障部位做排除法。
试验采用正接线c21c22整体测试介损值0.044，电容量20.40nf，与交接值20.19nf、出厂值20.492比较均合格。
反接线测试电容尾端介损值12.808，电容量10.13nf。
正接线的试验数据与设备的原始参数基本一致，也符合电气设备试验规程规定要求，表明电容单元合格，反接线试验的数据是电容单元的尾端与绝缘油串联值，而绝缘油已严重劣化，又因电容单元是在一个独立的容器中，与电磁单元只有
电气连接，此项试验表明故障部位在电磁单元。
二次空载试验（将电容单元的尾端解开不接地，电磁单元正常接线），因根据绕组的直流电阻和绝缘电阻试验结果，表明互感器二次绕组无异常，此项检查是判断互感器一次绕组是否有异常而最终判定故障部位。
通过励磁电流试验，疑似中间变压器一次绕组有匝间、层间短路的可能。
三、解体检查与试验
2011年9月13日上午，对故障cvt进行了解体检查与试验。
1、解体第一步，将中间变压器与分压电容器分离。
将互感器电容单元从油箱中吊出，当电容单元吊离油箱时，从油箱中传出强烈的刺激性气味。
观察互感器电磁单元发现二次绝缘引线的绝缘塑料外皮有部分开裂。
如图5所示。
图5 电磁单元外皮开裂
测量电磁单元一次绕组的直流电阻，因无厂家数据，仅作参考。
变比试验用变比电桥测试误差不合格，用双电压表法，无法加压。
2）解体第二步，将中间变压器从油箱内取出。
发现在互感器一次绕组的边缘有物质被烧焦后溢出的焦胡物，如图6所示。
在互感器角差接线板下部的二次绝缘引线的绝缘外皮开裂严重。
如图7所示：
图6互感器绕组边缘焦胡物图7互感器二次引线外皮开裂
3）拆除互感器附件。
将电磁单元的附件拆解掉，将互感器一、二次线包分离，焦胡溢出物在一次线包处。
如图8所示。
图8拆除互感器附件后
4）拆解一次线包.
一次线包的外部绝缘包裹薄膜最外的部分（大约有十层多）基本看不到异常现象，当拆解到近导线层时可看到线包发热引起的绝缘包裹层烧焦的痕迹，拆出全部绝缘物，线包的部分导线已完全烧毁，并在线包中形成几个洞。
如图9所示。
油箱内互感器绕组与阻尼电感、阻尼电阻的连接引线绝缘外皮也因过热而发黑变色。
如图10所示。
图9 线包发热形成的洞
图10互感器绕组与阻尼电感、阻尼电阻的连接引线绝缘外皮而发黑
通过解体，因中间变压器一次绕组已全部烧毁，故障性质已确定，无需进行其他试验项目。
四、总结
综上，我们可以总结查找设备故障原因的一般方法：现场试验对故障进行初步诊断；拟定详细的计划，对设备进行解体试验对诊断结果进行验证，正如此次故障cvt初步诊断结果为电磁单元的一次高压绕组中有短路匝，与解体试验的结果完全吻合，这二者缺一不可，这样得出的诊断报告才有实际的参考意义。
