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運(yùn)行中一相500kVCVT事故隱患的分析

文檔作者：趙玉富陳卓婭孫新良丁濤文檔來源：河南省電力試驗研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月17日
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2007年2月
第8卷第2期
電，力設(shè)備
El~,trkzal Equipment
Feb．2OD7
Vo1．8 NO．2
運(yùn)行中一相500 kV CVI事故隱患的分析
趙玉富，陳卓婭，孫新良，丁 濤
(河南省電力試驗研究院，河南省鄭州市450052)
摘要：簡要介紹了500 kV某回線計量點驗收時發(fā)現(xiàn)A相CVT事故隱患的過程，從電容式電壓互感器本身結(jié)構(gòu)出發(fā)，詳
細(xì)分析了產(chǎn)生事故隱患的原因、cvT誤差及帶來的危害等，其中產(chǎn)品的制造工藝存在問題是發(fā)生事故的主要原因之一。
關(guān)鍵詞：電容式電壓互感器；事故原因；誤差
中圖分類號：TM451 ．2
0 引言
2006年5月11日，驗收河南省某500 kV開關(guān)站
x回線關(guān)口計量點時，發(fā)現(xiàn)該線路CVT的A相二次電
壓比B、C兩相低3V左右。詳細(xì)檢查A相二次回路
沒發(fā)現(xiàn)任何問題，在二次端子箱內(nèi)測量各繞組電壓發(fā)
現(xiàn)A相的計量、保護(hù)和測量繞組的二次電壓均比B、C
相同繞組二次電壓低3 V，因此初步判斷A相CVT一
次接觸不好或者CVT內(nèi)部有電容元件被擊穿。由于
設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)，無法開展現(xiàn)場試驗工作，建議運(yùn)行
人員對x線路電壓加強(qiáng)監(jiān)視。5月14日，X線路A相
電壓比B、C兩相突然降低，測量CVT二次端子箱發(fā)
現(xiàn)，CVT A相二次電壓比B、C兩相低6 V左右，開口
三角的電壓值已接近保護(hù)報警信號的限值(開口三角
電壓達(dá)到8 V時發(fā)保護(hù)報警信號)，由此推斷A相
cVT內(nèi)部肯定有電容元件被擊穿造成電容分壓比變
化，導(dǎo)致中壓電容抽頭電壓降低，其后所接的中壓電
磁式電壓互感器的一次電壓降低，-O：lg電壓也隨之
降低。如果不及時更換，內(nèi)部電容元件可能會連續(xù)被
擊穿，導(dǎo)致互感器爆炸，造成一次設(shè)備毀壞，對側(cè)
600 Mw機(jī)組滿負(fù)荷全甩對電網(wǎng)將產(chǎn)生嚴(yán)重沖擊(x
線路是1臺600 Mw發(fā)電機(jī)組的出線)，甚至還可能造
成人員傷亡事故。有關(guān)人員及時向網(wǎng)調(diào)申請了停電，
更換x線路的A相cVT，消除了一次側(cè)潛在的重大事
故隱患。
1 事故原因分析
CVT中最容易出現(xiàn)問題的就是電容分壓部分，電
容分壓部分由幾百只同參數(shù)的單個電容元件串聯(lián)組
成，每個電容元件上所承受的電壓都一樣，一旦有某
個電容元件因自身材質(zhì)、制造工藝或安裝工藝等原因
使其被擊穿，尤其是每節(jié)電容器組連接處的電容元件
受其材料和工藝的影響最容易被擊穿，一旦有一只電
容元件被擊穿，其他電容元件都會受其影響，電壓的
N-O：波動就會造成其他電容元件的連續(xù)擊穿，直至超
過耐壓極限發(fā)生互感器爆炸，導(dǎo)致發(fā)生嚴(yán)重的電力系
統(tǒng)事故。
1．2 X線路A相CVT問題分析
此次出現(xiàn)問題的A相500 kV CVT的#1-形圖如圖
1所示。
圖1 A相500 kV CVT外形圖
cvT高壓部分由3節(jié)電容器組串聯(lián)組成，底座部
分是中壓電磁式電壓互感器。每一節(jié)電容器組均由
140只同參數(shù)的電容元件串聯(lián)組成，中壓抽頭在第3
節(jié)電容器組里，電容分壓的原理圖如圖2所示。
電容分壓部分的高壓電容C 由第一節(jié)電容器組
C 、第二節(jié)電容器組C ：以及第三節(jié)電容器組的一部
分C 串聯(lián)組成。中壓電容C：由19只同參數(shù)的電容
元件串聯(lián)組成。C 、C ：均由140只同參數(shù)的電容元
件串聯(lián)組成，C， 由121只同參數(shù)的電容元件串聯(lián)組
成。那么高壓電容等效C 和中壓等效電容C：分
別為
1 1 1 1 401 ?
一C Cll+。 瓦Cl2+。 C l3 一co (IJ
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經(jīng)驗交流 趙玉富等：運(yùn)行中一相500 kV CVT事故隱患的分析 59
工
1
． 上
工
l
工
Cl
I．． ．．．．．．．．．．．．．．一
一 接中壓電
工 磁式電壓
—亡 互感器
圖2 500 kV CVT電容分壓原理圖
C2= (2)
式中， 為單只電容元件的電容量，由(1)式可得
c-= (3)
假設(shè)C。上的電壓為U 。，C2上的電壓為U ，
為X線路相電壓值，由此可得
Uc2_(1／
oJG )／(1／wC~)= = (4)
因此正常運(yùn)行時中壓抽頭的電壓U = 19
， 根據(jù)當(dāng)
時A相二次電壓比B、C兩相二次電壓都低6 V來判
斷，此時的高壓等效電容C：和中壓等效電容c 都發(fā)
生了變化，并且c：／c；10o比值變小，導(dǎo)致中壓抽頭的
電壓 減小。
將換下的CVT運(yùn)回廠家解體檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)第三
節(jié)電容器發(fā)生了部分擊穿，C。 部分被擊穿了5只電容
元件， 部分被擊穿了3只電容元件，被擊穿的部位
都集中在引鉑片的周邊，主要是因為產(chǎn)品制造工藝存
在問題。引鉑片周邊存在毛刺，電容元件在組裝壓制
時壓力過大，膜紙受傷，當(dāng)CVT運(yùn)行時，引鉑片周邊電
場分布畸變嚴(yán)重，造成電容元件擊穿，如果不及時更
換，其他電容元件會連續(xù)被擊穿直至超過耐壓極限發(fā)
生互感器爆炸，造成嚴(yán)重的電力系統(tǒng)事故。下面對擊
穿后的電壓分布情況進(jìn)行分析
=
，
c，_ co (5)
= (1／wC~)／(1／o~G )=c；／c；= (6)
所以， =
1．3 CVT誤差分析
CVT的等值電路如圖3所示。圖中R、L分別為
調(diào)諧電抗器的電阻和電感，C C 分別為高壓電容
和中壓電容，厶和z0分別為電磁式電壓互感器的激
磁電流和激磁阻抗，R X。和z：分別為一次繞組的
圖3 電容式電壓互感器等值電路
電阻、漏抗和復(fù)數(shù)漏阻抗， ；、 和z；分別為二次繞
組折算到一次側(cè)后的電阻、漏抗和復(fù)數(shù)漏阻抗，R 、
和z 分別為主二次負(fù)荷折算到一次側(cè)后的電阻、
電抗和復(fù)數(shù)阻抗，J 為折算到一次側(cè)的二次負(fù)荷
電流。
電容式電壓互感器的空載誤差( 、 )由電容分
壓器比的誤差 以及激磁電流J 流過漏阻抗( 。+
j )、調(diào)諧電抗器的阻抗( +j )及電容(c。、 )產(chǎn)
生電壓降，并對電阻式阻尼器產(chǎn)生影響，這里只考慮
比差，其空載比差 為
= ～ × +I'D( +RI)+
【 一 】)
式中， 為電阻式阻尼器折算到一次側(cè)的電流，，0 為激
磁電流的有功分量，，0 為激磁電流的無功分量。
電容式電壓互感器的負(fù)載誤差是負(fù)荷電流 流
過二次與一次繞組漏阻抗[( ：+ )+ (X：+x )]、
調(diào)諧電抗器阻抗( +jo~L )及電容器(C：、C；)產(chǎn)生的
電壓降所引起的，這里也只考慮比差部分，其負(fù)荷比
差，B為
，B= ×f( 徹 +R2)c0s
+ 【 + +wL 1 】．si )× 00％
式中， 為阻抗角， 為CVT二次側(cè)電壓。所以電容
式電壓互感器的比差f=fo+，B，從理論上分析CVT 比
差的絕對值比電容分壓器分壓比的誤差 的絕對值
小。由式(4)和(6)可得
H 一H：
=— × 100％
，19 16、
： 一i
1
二
9
巫』× 0O％
420
一一14％
當(dāng)時從電壓互感器二次端子箱測得各相二次電壓數(shù)
據(jù)為 。=55．8 V， b=66．2 V， 。=62．3 V，那么此時

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