220kV电容式电压互感器二次电压降低的原因分析

电压互感器二次电压异常分析与对策发表时间：2016-04-26T13:45:24.417Z 来源：《电力设备》2015年第12期供稿作者：何竞飞[导读] （广东电网有限责任公司江门供电局) 介绍电容式电压互感器的工作原理、结构及故障情况，结合CVT介损电容量测试数据、一次电压监测数据、角差比差试验数据，分析某变电站500KV电容式电压互感器电压异常的原因，并提出处理措施和建议。

（广东电网有限责任公司江门供电局)摘要：介绍电容式电压互感器的工作原理、结构及故障情况，结合CVT介损电容量测试数据、一次电压监测数据、角差比差试验数据，分析某变电站500KV电容式电压互感器电压异常的原因，并提出处理措施和建议。

关键词：CVT；高压电容器；二次电压；分压电容；电容式电压互感器1 引言受设计、制造、工艺水平和原材料等多种因素的限制，在电容式电压互感器内部，承受高电压的电容分压器介质，存在被击穿的可能，这不仅会影响一次电压测量的准确性，甚至可能引起互感器爆炸、起火等恶性事故，所以及时发现介质异常至关重要。

500KV电压互感器在河北省南部电网运行情况良好，但随着运行年限的增加，极少部分CTV内部电容单元出现了因绝缘介质老化或者设计不合理导致的介质击穿情况。

以下就一起某500KV变电站CTV电压异常情况进行分析。

2 原因分析2.1 CVT原理简介CVT具有两种功能，第一是电磁式的电压互感器，第二种是代替耦合电容器兼作高频载波用，广泛运用在500kV电力系统当中。

CVT是由两个部分组成的，分别是电磁装置和电容分压器。

电容分压的组成又是由压电容器C1和串联电容器C2，其中C1（主电容器），由C11、C12、C13。

三个电容相互组成；C2为分压电容，其抽头是由瓷套从底座引至电磁装置的油箱内，电磁装置由中间三个部分组成的，分别是变压器、补偿电抗器、阻尼器。

现在我来介绍下三个部分的作用，分压器的底座。

电容分压器低压端子与地之间的保护间隙S装设在油箱前侧的出线盒内，当载波通讯不被电容式电压互感器不兼作时候，牢固短接保护间隙S需用的导线。

220kv母线电容式电压互感器故障处理和原因分析摘要：电容式电压互感器（CVT），由于在安全和经济方面有很多的优越突破，做为表计和继电保护的一种电压互感器，被广泛应用于全国电力建设中，并且还可用于长途通信、高频保护以及远距离测量等。

随着广泛的使用，CVT在应用过程中出现的问题对电网运行安全带来极大的危害。

文章通过其在运行过程中常见的故障和解决方案提出了一些对策。

关键词：电容式电压互感器；故障处理；原因电容式电压互感器虽然目前应用广泛，但由于原材料水平、产品技术水平和生产技术工艺水平等其他因素的影响，使得目前在实际运行过程中仍出现了很多的问题和故障。

本文通过对类似的不正常故障进行了相关的调查，总结了220kv母线电容式电压互感器故障发生的一些常见原因以及针对此类故障的一些处理措施。

1、什么是电容式电压互感器电容式电压互感器，在电力设备中简称为CVT，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。

CVT最主要的特点是：有效防止各种频率的铁磁谐振的产生；顺变响应特性明显，适应于快速继电保护；绝缘度大，运行可靠等。

2、电容式电压互感器的结构工作原理电容式电压互感器主要由电容分压器和中压变压器组成。

电容分压器由瓷套和装在其中的若干串联电容器组成。

中压变压器由装在密封油箱内的变压器，补偿电抗器和阻尼装置组成，其实质上就是一个降压变压器。

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，因而用阻尼装置抑制谐振，阻尼装置由电阻和电抗器组成，跨接在二次绕组上，正常情况下阻尼装置有很高的阻抗，当铁磁谐振引起过电压，在中压变压器受到影响前，电抗器已经饱和了只剩电阻负载，使振荡能量很快被降低。

电容式电压互感器，主要用于变电站来降低交变电流的高压电，使人们得到稳定的日常低压用电，从而方便使用常规的设备来进行测量，从而提高其安全性能。

3、220kv母线电容式电压互感器常见的异常3.1渗油故障及原因分析220KV电容式电压互感器中，由于高压电主要是由电容分压器来承受，而电容分压器瓷套内充满保持0.1MPa正压的绝缘油，所以一旦出现渗油情况要引起足够重视。

电容式电压互感器电压异常故障分析与处理摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国综合国力的提升，也带动了电力行业的飞速发展，我们了解到，电压互感器主要用于电能计量，对电力网的电压进行测量，同时也用于保护自动装置。

电压较高时，直接测量对人身安全威胁较大。

电压不高，但母线短路容量较大，发生短路后对人身安全威胁也较大，这时应使用电压互感器。

为了使二次设备标准化，电压互感器的二次输出电压为100V。

基于此，本文主要对电容式电压互感器电压异常故障分析与处理做论述，希望通过本文的分析研究给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：电容式电压互感器;电压异常故障;处理措施引言电容式电压互感器是变电站重要的电力设备，主要用于测量、继电保护、同步检测、长距离通信、遥测和监控系统等。

相比传统PT，CVT不仅结构简单、经济安全，而且从根本上解决了CVT铁磁谐振问题，还可兼作耦合电容器用于载波通信系统等，因此在110ｋＶ及以上电压等级电网系统中得到了广泛应用。

1 电压互感器分类按照相数分类为三相结构和单相结构。

因电压互感器身体体积不大，容量小，三相高压管间的内外绝缘要求很难满足，所以绝大多数产品是单相结构，只有3～15kV的产品有时候会采用三相结构；按绝缘介质分有干式、浇注式和油浸式三类。

通常专供测量用的低电压互感器是干式，高压或超高压密封式气体绝缘(如六氟化硫)互感器也是干式。

35kV及其以下的电压互感器采用浇注式，而油浸式适用于35kV以上的产品；按照绕组数分为多绕组和两绕组两类。

专门用于测量的电压互感器除一次绕组以外，只剩一个二次绕组结测量仪表供电。

专供于电力系统当中的电压互感器，须有两个二次绕组或者一个二次绕组输出信号，互感器须做成三或者四绕组互感器。

2 CVT的基本原理和试验情况概述CVT由主高压电容C1、中压电容C2、中间变压器T、二次绕组1a－1n……端子、剩余绕组da－dn端子、阻尼器、补偿电抗器L、保护间隙P、限流电阻Ｒ等部件组成。

220kV电容式电压互感器发热故障分析及预防措施摘要：在电力系统中电压互感器是不可缺少的电气设备，其应用可完成功率和电压的测量，同还具有自动控制功能，可实现继电保护，能够提供电压相关数据。

目前在变电站的改建、扩建及新建过程中电容式电压互感器的应用越来越广泛，虽然其应用具有诸多优点，但在实际应用的过程中也会发生些许故障，其中常见的问题就是发热故障，为了保证220KV电容式电压互感器的运行正常，本文重点分析了其发热故障问题，并结合分析结果提出相应的预防措施，从而保证220kV电容式电压互感器运行的安全性和有效性。

关键词：220kV电容式电压互感器；发热故障；预防措施引言：分压电容器和电磁单元是组成电容式电压互感器的重要部分，与电磁单元的连接，需要对电容进行串联，实现分压的目的，之后与电磁单元连接，该设备在电力系统中有着重要的地位，实现了一次系统电压二次侧准确传递的目的，能够应用于自动控制、继电保护和电压测量中[1]。

据相关数据统计得知，我国2018年国家电网变电设备的故障共发生43起，其中有5起是因电压互感器引发，其发率为11.63%。

当前，电容式电压互感器是电力系统中常用的设备，通过与电容器分压的串联，之后进行隔离和降压，在仪表装置、保护装置和计量装置中应用。

电容式电压互感器与电磁锁电压互感器相比，其在断路器断口时不会产生铁磁谐振，具有较高的经济性和耐压水平[2]。

本文针对一起电容式电压互感器发热故障进行分析，明确导致故障的原因并提出相应的解决措施。

一、故障介绍以上海某地2019年末发生的220kV电容式电压互感器发热故障为例，该故障主要发生于上海地区某500kV变电站，该变电站在此之前未接受过任何检修，采用复役操作方法进行220kV线路分析，结果此线路A相电容式电压互感器、B相电容式电压互感器与C相相比，前者电磁单元油箱正常，后者存在异常发热的现象，11.2℃为A相和B相温度，而C相温度高达33.6摄氏度，发现后将该220kV线路紧急拉停，同详细的检查二次回路的运行状况，但未见异常，因此对其进行相关试验以此完成诊断，并实施解体试验进行检查，明确故障情况。

220kV变电站电压互感器的常见故障及解决措施摘要：在社会高速发展的背景下，电网建设工作在持续进行，电网内部结构得到极大的优化。

在此背景下220kV变电站电压互感器得到行业人员的重视，作为我国电网结构中较为重要的一环，一旦在运行阶段出现问题，将会直接影响到供电效果，还有可能出现大面积停电事故，影响民众生活和工作。

因此，需要加强对220kV变电站电压互感器维护工作的关注度。

关键词：220kV变电站；电压互感器；改造工作;管控措施电压互感器即使一次侧电压较高,二次侧电压通常也不会出现大幅度的变化,因此能够提升操作安全系数,起到保护工作人员和设备的作用。

按原理分为电磁感应式和电容分压式两类，电磁感应式多用于220kV及以下各种电压等级。

我国电网建设工作在最近几年一直在高效推进，使得现有的电力网络得到完善，关于220kV变电站电压互感器改造也在持续跟进，对大众可靠、安全的用电有巨大意义。

一、电压互感器概述电压互感器原理和变压器一样，均是变换电压的电力设备，在设计选型中需要结合实际情况选用容量最为合适的电压互感器，原理是将电网的高电压变换为安全标准的低电压，以供测量仪表、继电保护装置等工作使用。

通常需要与继保装置相互配合才能够充分发挥其保护电力系统的作用。

根据电磁感应定律，一次绕组电压(U1)会在二次绕组产生一个相应的二次电压(U2),以此通过改变一、二次绕组的匝数值,可以得到一个符合标准的二次电压值,满足测量仪表及继电保护的使用电压。

电压互感器一次电压与二次电压是不平等的,因为会存在一个电压差比值,即是有不同电压等级的电压互感器。

简而言之，电压互感器就是将运行电路中的一次高电压,按照一定比例转换为二次低电压以适应各类供电需求。

电容分压式一般用于、220kV以上的电力系统,特别是超高压电力系统应用较多。

电压互感器为测量用和保护用两类。

对前者的主要技术要求是保证必要的准确度;对后者可能有某些特殊要求,如要求有第三个绕组,铁心中有零序磁通等。

电容式电压互感器（CVT）电容击穿后二次电压特性分析摘要：电容式电压互感器中的电容元件发生击穿后，随着击穿元件个数的增加，易引起连锁效应并诱发大量电容元件雪崩击穿，最终导致CVT故障。

本文从结构上介绍了CVT分压原理，定量分析计算了CVT中的C1和C2分别出现击穿后的二次测量电压变化情况，并结合实际故障案例进行了介绍。

关键词：电容式电压互感器；电容；击穿；二次电压0 引言电容式电压互感器（Capacitor Voltage Transformer, CVT）因绝缘强度高、经济性好、无铁磁谐振等优点已成为110kV及以上电压等级中最常用的电压互感器。

其作为系统保护、测量的基础元件，对于保证系统的安全、可靠运行有重要作用。

然而随着设备运行年限的增长，设备绝缘老化不可避免，其中主要体现在绝缘介质的老化和电容元件的老化两个方面，并最终导致电容元件在特殊工况下发生击穿，该类故障案例在近年已发生多次[1][2]。

因此研究CVT电容击穿后的二次测量电压变化特性，对于研究在线的CVT电容击穿监测判断方法有积极意义。

本文首先从CVT的结构特征和测量原理进行了介绍，分别分析了工频电压下不同位置电容元件击穿后测量电压特征，并进行了定量分析推导，最后介绍了实际系统中因电容击穿导致的CVT故障案例。

1 CVT结构及分压原理CVT是由多个电容元件单元串联而成，通常数十个电容元件构成一组电容，并被封装在一节瓷瓶中， CVT由数节电容组成的瓷瓶共同构成，从电气角度讲，其原理如图1所示。

CVT电压测量采用分压原理，通过测量U2即可间接计算出U1的电压，假设每个电容元件的电容量为C，C1中总共有m个电容元件， C2中共有n个电容元件。

根据电容元件的串联关系，可分别计算出C1和C2：从图中可以看出，当击穿电容个数为零时，测量电压与准确电压比值为1，随着击穿电容个数的增加，测量电压逐渐增大，并且增大速度越来越快。

当考虑实际系统中的线路过压保护时，以实际系统中过电压保护定值为例进行分析（通常设定为75V），即当测量电压为1.3倍的额定电压时，将导致过压保护动作，如图2中所示，可以看出当C1中存在约76个电容完全击穿时（约占总电容25%），将导致线路过电压跳闸。

关于电容式电压互感器试验及运行异常状况的分析--------桂林电力电容器有限责任公司谭彦民主任为提高交接试验、预防性试验及运行中出现异常状况时的判断分析的及时有效性，整理如下：1目的CVT是用于电力系统一次侧的电压监测设备，一旦发生故障，可能会引起整条运行线路或母线退出运行，造成停电事故。

目前我公司常规CVT结构设计成熟可靠，生产工艺过程比较稳定，电气试验能力充分，各型号CVT均通过型式试验的检测，产品结构上的缺陷已降至最低，每台CVT均通过出厂试验的检测，生产过程的缺陷也降至最低，但由于部件故障率和检出率不可能达到极限，因此也必然存在CVT携带偶然故障出厂，并且为了防止运输过程的损伤，带电运行引起的老化，异常运行引起的故障，尽量避免运行过程中停电事故，通过交接试验和预防性试验，使带故障或存在可能故障的CVT尽量不安装或不投入运行。

已投入运行的产品出现异常后及时发现，减少不合适应对带来的损失和风险。

2现场试验的CVT状态、结构我公司生产的各型CVT，电压等级为35kV~1000kV，由1~5节电容器单元和1台电磁单元组成，其中最下节电容器单元的中间电压引出端子和低压端子，分别与电磁单元的中间变压器的高压端子和通讯端子相连。

目前电容器瓷套外表面基本没有中间电压引出端子。

我公司生产的大部分CVT为一体式结构，一般情况下无法与中间电压端子接触。

近年的产品中，在油箱处带中压接地开关，在现场试验时可以操作，将中间电压端子接地。

CVT 现场故障报告当发生现场故障后，应在了解故障类型和严重程度等大概情况，应及时向厂方了解情况，通过数据，与厂方尽可能沟通清楚，提高反应能力、速度和准确性，降低故障损失。

一般说来，现场故障报告分为一般性故障及咨询（标牌、轻微渗漏油、瓷套裙边破裂、外观），运行故障（内响、开口三角电压、电压幅值波形异常等故障），试验故障（微水、微气、准确度、电容介损）。

3CVT易发故障及试验预防。

220伏电压低什么原因电压是电力系统中电能传输的基本参数之一，也是我们日常生活中不可或缺的能量供给来源。

然而，有时我们会遇到220伏电压低的情况，这给我们的生活、工作带来了一些不便。

那么，220伏电压低的原因是什么呢？首先，220伏电压低可能是由电力系统供电不足引起的。

在电力系统中，电能是通过变电站从发电厂向用户传输的，如果变电站供电不足，就会导致220伏电网电压下降。

供电不足的原因可能是发电厂出现故障或供电能力不足，也可能是输电线路受损或过载等问题。

这些问题会使得供电系统无法提供稳定的电能，从而导致220伏电压下降。

其次，220伏电压低还可能与用户用电负荷过大有关。

当用户用电负荷过大时，会引起用电电流增大，从而导致电网电压下降。

特别是在高峰时段，人们的用电需求集中在一段时间内，如果用户用电负荷超过了供电系统的承载能力，就会引起220伏电压下降。

此外，设备老化或线路损耗也可能导致220伏电压低。

经过长时间的使用，设备可能会出现老化，电流传输效率下降，从而导致电压下降。

而输电线路在长时间使用后，也可能出现损耗，导致220伏电压低。

解决220伏电压低的问题，需要从供电系统和用户两方面着手。

一方面，电力系统需要加强设备的维护和更新，确保供电设备的正常运行，提高供电系统的供电能力。

另一方面，用户需要提高用电的合理性，避免用电过度，尽量分散用电负荷，减少对供电系统的压力。

此外，优化配电线路，减少线路损耗也是解决220伏电压低问题的重要措施。

通过改善线路的走向、降低线路的电阻和电感等方法，可以减少电能在输电过程中的损耗，提高供电质量。

总而言之，220伏电压低可能是由电力系统供电不足、用户用电负荷过大、设备老化或线路损耗等原因引起的。

为了解决这个问题，我们需要从供电系统和用户两方面入手，加强设备维护和更新，提高用电的合理性，优化配电线路，共同努力保障供电系统的正常运行，确保220伏电压的稳定供应。

只有这样，我们才能享受到稳定可靠的电能，方便我们的生活和工作。