第43卷第1期2021年2月
黑龙江电力
Heilongjiang Electric Power
Vol.43Nn1
FeC.2221
DOI：12.ki.hljec-2221.01.216wdny
两起电容式电压互感器故障的分析与处理
温晓阳，叶楠，徐文辉，张隆，黄伟明
(广东电网有限责任公司河源供电局，广东河源/17002)
摘要：阐述电容式电压互感器(Capacitor Volrigc Transformer,CVT)的基本结构和工作原理，分析了掌握CVT健康度的方法和试验项目。首先，以两起运行中CVT的试验数据异常为例，通过对设备结构、试验原理的分析，对各项试验数据进行了说明。其次，介绍了试验人员通过缩短试验周期、分析试验数据、
结合运行实际等手段，跟踪故障的发展并采取合理运维策略进行处理的过程。最后，对该类设备的运行与试验工作提出相应的建议。
关键词:CVT；电气试验；电容量；电容击穿
中图分类号：TM644文献标志码：A文章编号：209/-6843(2221)01-0081-04 Analysis and treatment of two faults of capacitor voltage transformer
WEN XiaoyangYE Nan,XU Wenhui,ZHANG Long,HUANG Weiming
(Guangdonc Power Grid Co.,Ltri.Heyaan Power Supply Burean,Heyaan517000,China)
Abstract:The basin staictura anh woraing paheipje of<3)X310,voltage transformer(CVT)are introOucee,trie metrioOf anh rist items foe mastering trie healtri Ueeree of CVT are空卩^同配.Fimt of alt,taping two apeormat rist Uatri of CVT in opecrio as ag exampte,vvrioos test Uari are explaigee triroouC trie analysis of eqiiipmet sriacture ang td prihcipta.The,the process that testee tracts tha fantt Uevlopmet ang dPopts reasopanta operatiop ang mainteeagen strateea by shtrie test cycte,analyzing trie test Uatri ang combining witri trie actuat operatiop ang otriee meegs is mriopacq0.FinPly,coy■esfOpUina sfaeestiogs foe trie opePiog ang test of this kinU of qllipmqt are pat forware.
Key worat:CVT；electacyt test；cnpacitagcy；breaPUowg of03)X31100
o引言
目前,CVT由于其具有体积小、重量轻、维护工作量少、运行可靠性高等优点，在电力系统中得到了普遍的应用，是电压互感器诸多类型中应用最为广泛的一种，特别是27kV及以上电压等级中，CVT的市场占有率非常高。因此，针对运行中CVT 电气试验研究的重要性也就凸显出来，同时，如何将试验的技术方法与国家标准、行业标准、公司规程等结合在一起，切实有效地指导设备运维工作落地实施也显得尤为重要。该文阐述CVT的工作原理和一些主要试验项目，然后分析两起CVT试验数据异常的案例，通过分析与判断发现故障并采取合理的运维策略进行处理，最后对该类设备在运维中
收稿日期：2222-29-29。
作者简介：温晓阳(1796)，男，硕士，工程师，主要从事电力设备电气试验管理工作。需要注意的事项提出建议，以供工程实际参考O
1CVT的基本原理和试验情况概述CVT的电气原理图如图1所示，它由主电容C i、分压电容C2、中间变压器T、二次绕组a-a、剩余绕组Ua-da、阻尼器、补偿电抗器Z、保护间隙P、限流电阻R等部件组成[1]o其中J为载波装置，如无载波装置，则该处直接接地，其工作原理为利用电容器的分压作用，将
安装处高电压变为中压，再通过中间变压器降为102/TV和112V的电压，为电压测量以及继电保护装置提供电压信号。
CVT在整个组装、出厂、安装、运行期间需要进行包括工频交流耐压、局部放电试验、绝缘检查、电容量、介质损耗等多项试验项目在内的不同类型的试验〔2-3，但当设备投运后，能够对设备状况进行检测跟踪的主要是依靠带电红外测试和周期性停电进行的预防性试验，这其中以电容量测试、介质损
・82・黑龙江电力第43卷
耗测试、绝缘电阻测试等常规试验项目为主，必要辅以绝缘油处理、工频交流耐压试验、局部放电试验等⑷。
图1电容式电压互感器电气原理图
Fig.1Electrical schematic diagram of CVT
2案例分析
2.1110kV某变电站线路电压互感器电容量超标
2017年5月12日，试验人员依据计划工作安排，对77kV某变电站线路间隔进行预试工作，该线路间隔电压互感器为桂林电力电容器有限责任公司生产的TYD117A/3-0.01H型电压互感器，出厂日期为2007年1月1日2008年1月1日投运，排除各项干扰后多次测量的试验结果分别表1、表2所示°
表02207年5月绝缘电阻测试结果
Tabic1Test resclic of iasclation resistanca in Mg2217电阻R1龟低压端对地绝缘电阻/G Q>100〉100〉100
表22117年5月电容量和介损测试结果Table2Test resclic of capacitance and dielectric
lost io May2117
电容铭牌值/pF测量值/pF介损值/%电容相差/% C112797132000.0653.15
through怎么读
C249600486200.051004
C{1013010382— 2.49
主电容和分压电容的材料目前以膜纸复合绝缘为主，该绝缘结构以为电极，将其和膜、纸从两端，卷
绕成的形状，构成一个电容，每节电容10个的小电容串联构成⑸，现假设每个小电容的电容量为C。，共有100个小电容，则总电容量为C°/100。当其中一个电容被击穿时，总电容量则变化为C°/99，此时的电容增加量为1%，而
个串联的电容被击穿，运行电压被施加
的99个电容，使其电压，增了电容被击穿的可能性。各种因
成的试验误差和裕度，电容值增大2%以，应个元件击穿，所以规程，当电容量出厂值相比增加量超过2%时，应当缩短试验周期。通过分析表2中数据可知，该CVT的C1电容量与出厂值相比增加量为3.05%°主电容C1电容被穿的能，总电容增量为2.49%。为了验法，又对该CVT的进行了测试，结果，次对应的
值，但不明显°，极间绝缘电阻和介损值程值，并无异常，这主要绝缘电的测试结果能通的中
整、贯通等，若绝缘局部，而两部分绝缘时，绝缘电阻降低，甚不发生变化。而介质损耗测试仅能绝缘整、劣化变质以试通和通的局部缺陷⑹，所以当仅为个别电容单元被击穿这种生，绝缘电和介质损耗测试结果无法将其出来⑺。
次为电容被穿的电容量，增量出值，
，将该设备试验周期缩短为1年，并建议此期运行度对该设备进行红外测温一次⑻°2018年4月，高试对该设备继续开展停电预试工作，该次试验结果分表3、表4°
表32118年4月绝缘电阻测试结果
Table3Test resclic of iasclation resistance io Aprit2118电阻龟人2X l低压端对地绝缘电阻/G Q>100>100>55>100
表42118年4月电容量和介损测试结果Table4Test resdit of capacitance and dielectric
lost ia Aprit2118
电容铭牌值/pF测量值/pF介损值/%电容相差/% C1127971328000703077
C248600489000680064
C总1013010444.0—3010
表3、表4数据，极间绝缘电阻、中：压器绝缘电阻、末屏绝缘电阻依程要求，为合格，介损值2011版规程要求值，不大于0.2%，说明该设备出现整、贯通：陷等°但其C1电容量出厂值相增量为
第1期温晓阳，等：两起电容式电压互感器故障的分析与处理-83-
3-77%，与上次试验结果相比有明显增加趋势，导致总电容的增加量增加为3.1%，有击穿扩大的可能性，对变比的测量结果也显示比上次测量值与额定值的差值更大了。考虑到该变电站负荷率和用户重要度等因素会导致短周期停电较为困难，故立即对该设备进行了更换处理。
2.2220k V某变电站某条110k V线路电压互感
器电容量超标
2017年8月10日，按照工作安排，试验人员对220kV某站某110kV线路间隔一次设备进行停电预试，该间隔所使用CVT为西安电力电容器有限公司生产TYD-110/存-0.01H型电容式电压互感器,002年5月出厂,002年11月投运，该次试验结果分别如表5、表6所示。
表52217年8月绝缘电阻测试结果
Tabic5Test resultt of insulation resistance in August2217电R1低压端对地
绝缘电阻/M Q700060001000
表62017年8月电容量和介损测试结果Table6Tesi:resultt of cepacitance and dielectrie lost
nnAlglti2107issue
电容铭牌值/pF测量值/pF介损值/%电容相差/% C11282016800.0776.07
C48550445600.0600.1
C总11401077— 5.42
由表5、表6数据分析可知，该设备的绝缘电阻测试结果均符合规程要求，无异常现象，介损值也均小于规程规定值0.4%（2011版南网规程）[9]，无异常。S的电容量和总电容量变化与额定值相比均在-5%-+1%范围内，但增加量明显大于2%，按照规程规定需要缩短该设备试验周期。由于该次试验结果显示G的电容量和总电容量变化较大，超出2%的规定值较多，立即对变比进行了测量，结果如表7所不o
Table7Test results of transformation ratio in August2217表72117年8月变比测试结果
绕组值实测值
1-lx1100103
2a-2x1100103
da-dx635600
测试结果，值相，的化
较明显。综上分析，建议对该设备进行更换处理，但由于缺陷发生突然，备品备件无法及时到位，故经研究决定，将该设备的试验周期缩短为三个月，并建议在此期间由运行人员对该设备每月进行一次红外测温工作。直至2218年1月对该设备再次进行停电预试工作，该次试验结果分别如表8〜1所示o
表82210年0月绝缘电阻测试结果
Tabte8Tesi resultt of insulation resistance in January2210电阻眉危低压端对地绝缘电阻/M Q9000800030000
spud
表92210年1月电容量和介损测试结果Table9Test resultt of cepacitance and dielectae lost
in January2210
电容铭牌值/pF测量值/pF介损值/%电容相差/% C112820135500031109
C4850044560000800012
C总1014011077—9424
表102210年】月变比测试结果
Table10Test resultt of transformation ratio in January2210绕组值实测值
1-111001006
2a-2x11001006
da-dx635579
通过对上述数据进行分析得知，在绝缘电阻和介损值都满足要求的情况下,C1的电容量变化率此时已经超出-5%-+1%范围，增加到11.4%，且总电容量的变化率也由上次的5.42%增加到9.44%，增长趋势明显，且较为严重，变比的变化较之前也更加明显。经各专业研判，立即将该设备退出运行。
以上两起CVT电容量增大的案例由于发现及时，运维策略合理，使故障未继续恶化，未造成电容器爆炸、设备故障被迫停运等严重后果。
3结语
通过对电容式电压互感器从结构原理到试验分析，再到两起案例数据的解析与处理措施，总结出以下几点建议，以供参考：
11应严格按照《电力设备检修试验规程》的周期、项目、标准开展预防性试验。当电容值与出厂值比较增加量超过2%时，应引起重视，缩短试验周期，必要时进行相关的检查性试验。
2当试验分析结果要缩短试验周期,
程明对应的试验周期，结合电容增加量超标的严重程度和运行经验制定合理的运维策略，选择合理的试验周期，避免因试验周期制定不
-44-黑龙江电力第43卷
合軽成不能及时掌握设备缺陷发展情况，造成严重后果。
3）当试验结果显示CVT电容量超标时，可辅以其他数据及检查进一步进行分析，比如二次侧电压是否正常，如不正常，增大还是减小，如增大，可考虑C1有电容单元被击穿，如减小，可考虑C2有电容单元被击穿。
4）在缩短试验周期运行期间，可以采取定期红外测温等手段对该设备进行检测，有条件的变电站还可以采用在线监测技术，对二次电压进行实时监测，确保设备在异常运行时第一时间被发现。
5）因CVT检修停电困难，故障后的影响较大，解体检查修复的实施难度大、周期长，建议在产品出厂时就把好质量关O
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(编辑何晓会)
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