CVT一般适用于110kV及以上电压等级，由于受设计制造经验、工艺水平和原材料等多种因素的限制，作为承受高电压的电容分压器，介质击穿不仅会影响测量准确度，更严重的有可能造成爆炸、起火的恶性事故，运行中如不及时发现异常情况，就会影响电网的安全运行。
本文对一台运行在220kV母线上的CVT二次电压在日常测量中发现数据变化异常，经比较分析试验结果为内部部分电容击穿，为此提出现场运行人员如何尽早发现CVT类似故障，确保设备安全运行进行探讨。
2故障现象
2006年10月11日，某220KV变电所进行每季例行一次的CVT二次电压测量时，发现220kV副母C相CVT二次电压与以往测量值比较，降低幅度较大，且该组压变3U0数值出现明显偏大现象。具体数据见下表一。
测量日期副母压变A相副母压变B相副母压变C相副母压变3U0备注2006年4月10日59.3V59.5V59.5V0.4V作初始参考值2006年7月10日59.4V59.5V59.5V0.42V第二季度测量2006年10月11日59.2V59.5V57.6V3.17V第三季度测量差值情况比上次低3.19%比上次增大7.5倍
表一三次CVT测量数据
型号TYD220／-0.01H生产厂家：西安西电电力电容器有限责任公司额定电容量0.01μfC11标称电容量0．02093μfC12标称电容量0．02039μfC2标称电容量0．0629μfC2实测电容量（2006年6月预试测）0．06334μf
表二CVT参数表
该CVT于2004年8月产品，于2005年8月31日投入系统运行。其结构原理图如图一。
图一CVT结构原理图
该CVT停役后，经电气试验人员检查发现C相CVT的C2实际电容量已变为0.06605μf,与标称值比较变化率为+5%,与前次实测电容值比较变化率为+4.3%，估计C2内部有部分电容被击穿。于是，只能更换一台新的CVT，并将该相CVT运回准备解体检查，以进一步剖析引起电容被击穿的原因。
3故障情况及现象分析
电容式电压互感器在电力系统中的应用非常广泛，作为承受高电压的设备，运行过程中可能会出现各种异常情况。2004年度，国家电网公司委托中国电力科学研究院高压研究所对国网公司系统110kV及以上电压等级互感器的事故与障碍作过统计分析，全公司在运(110kV、220kV、330kV、500kV电压等级)CVT共计29490台，全年损坏事故5台次(220kV的CVT为4台次，500kV的CVT为1台次)，年损坏事故率为0.017%，比2003年上升0.0005个百分点。损坏的原因，因制造质量不良的，国产220kVCVT为2台次和国产500kVCVT为1台次;因谐振过电压引起的，国产220kVCVT为1台次;由于雷电过电压而造成损坏的，国产220kVCVT为1台次。据统计资料，2004年度，通过现场运行、管理人员的认真巡视以及预防性试验，及时发现并消除了大量互感器障碍和缺陷，110kV及以上CVT障碍与缺陷情况见表三。
障碍与缺陷诊断和表现台次电容式电压互感器电磁元件故障43电容式电压互感器电容量变化大15电容式电压互感器二次电压异常8电容式电压互感器一次断线4总计70
表三2004年度110kV及以上CVT障碍与缺陷情况统计表
由CVT结构原理图可知，正常运行时，CVT整台承受系统电压，经C1、C2分压后，由T变压输出相应的电压供保护、测量装置。一般情况下，分压电容器C2和油箱电磁单元承受的额定电压为10～20kV。初略分析可知，如C2内部部分电容被击穿短路，会造成C2的电容量增大，若C1电容基本不变，则运行中C2分压的电压(T的一次侧电压)将减少，从而造成T2二次侧输出降低，与本次发现的现象相吻合;反之，若C1内部部分电容被击穿短路，会造成C1的电容量增大，若C2电容基本不变，同理运行中C1分压的电压将减少，在母线实际电压基本稳定不变的情况下，C2上将分得更大的电压(T的一次侧电压)从而造成T2二次侧输出升高。
当然，也有其他原因可能会引起CVY二次电压的异常出现，国家电网生技[2005]172号《输变电设备运行规范》中《110(66)kV-500kV互感器运行规范》中第二十一条“电容式电压互感器二次电压异常现象及引起的主要原因”已明确了CVT正常运行中可能出现的异常情况及原因。
(1)二次电压波动：引起的主要原因可能为，二次连接松动;分压器低压端子未接地或未接载波线圈;电容单元可能被间断击穿的;铁磁谐振引起。
(2)二次电压低：引起的主要原因可能为，二次连接不良;电磁单元故障或电容单元C2损坏。
(3)二次电压高：引起的主要原因可能为，电容单元C1损坏;分压电容接地端未接地。
(4)开口三角形电压异常升高：引起的主要原因可能为，某相互感器的电容单元故障。
4正常运行监视方法探讨
与其他电气设备一样，运行中CVT发生障碍及缺陷的情况还是一定比例存在的，并有不同程度的上升趋势。但CVT是全密封设备，除发生渗漏油、异常声响等，会从外表较明显表现外，其他如表三中所示的障碍与缺陷，一般较难直观发现，必须采取一定的技术手段才能尽早发现运行中的可能异常情况。从CVT的工作特点可知，CVT本身是计量器具，二次电压的幅值、相位和波形能反映出设备本身的运行状况。实际运行中可利用这一条件，注意监视，选定合理的比较对象，可以较早发现CVT的异常情况。
近几年来，省公司及各地市局都针对CVT在运行中出现的异常情况，通过不同途径、要求采取各种方法加强对CVT的现场运行监视。一般情况下，现场运行人员可通过以下方法，初步掌握CVT的运行情况。
(1)、通过定期对二次电压进行抄录或测量。对有装置(如保护、测控装置等)可反映二次电压的，应结合每次巡视时抄录并比较;对无法通过装置反映二次电压的，可定期手工测量二次电压进行比较，测量周期一般可定为每月一次。此种方法较原始，无法在线监测CVT的运行情况。当然可考虑通过专门的电压监视装置实现在线监测功能。
(2)充分利用自动装置采样、软件程序比较判别的方法可实现CVT的在线监测。现在普遍利用当地监控系统，设立CVT电压监视功能。分别通过设置3U0越限;同名、不同名相电压不平衡比较;电压幅值越限等方法，对达到相应越限值的，发出报警居委会提示运行人员。
上述两种方法，最关键是确定相应的限值，笔者收集了几个220kV典型变电站正常运行时的电压值，见表四。
表四几个典型220kV变电站CVT电压值
通过对表四数值的分析，笔者认为：
(1)、对于由手工定期抄录的，一定要注意保存原始数据，特别是3U0的数值。在原始数据的基础上，再利用纵向(与原始或上次数值比较，发现变化率)、横向(与相邻运行设备的变化率对照)的比较，可确定是系统运行参数有变动，还是CVT本身反映的系统值有变化，如不是系统运行参数变化所致，应该引起重视，某相电压突变可能是内部故障的信号。对3U0的数值变化情况要高度重视，3U0的突然升高，一般而言，CVT发生异常的可能性较大。
(2)、从表四的数值发现，对几个正常情况下3U0的数值较高的变电站，应该查明原因。确定是三相CVT电容配置问题还是中间变压器的问题，甚至还有可能是二次回路的问题。(3)、对于利用当地监控系统实现的CVT在线监测的情况。在此基础上，应充分发挥实时系统的功能，将各CVT电压整点值以负荷日志的形式记录并存盘，以便于异常报警时，进一步核实、比较。现在一般情况下，3U0的值不引入实时数据，应该考虑将3U0作遥测量接入系统，并实时整点存贮。但要注意，3U0引入测控装置，不应考虑再经熔丝保护，否则一旦熔丝熔断，不但正常运行无法发现，也不利于对3U0的监视。
(4)、对于某些变电站，线路压变为CVT，而母线压变为电磁型的，同名、不同名相电压不平衡比较时，其绝对值的差值应经过实地测量后再确定变化率。
5发现异常时的处理方法
构成CVT分压器的电容器是由不同数量的电容元件串联构成的，在运行过程中，当电容器内发生电容元件损坏时，剩余的电容元件所承受的运行电压会升高;损坏的元件越多，其它元件所承受的电压越高，更容易引起绝缘击穿，并形成一种恶性循环，最终导致烧毁甚至爆炸。故当怀疑CVT有可能异常时，处理过程必须慎重、妥善。
(1)在巡视CVT时，必须考虑保持一定的安全距离;
(2)CVT二次回路空气开关跳开，在未明确一次设备是否异常前，不得盲目恢复二次空气开关的运行;
(3)若CVT本体有明显异常，如冒油、渗漏油，或与此CVT有关的二次回路设备出现烧毁现象，应即汇报调度，紧急停役;
参考资料
[1]GB4703-2001《电容式电压互感器》。
[2]王梦云.2004年度110kV及以上互感器事故统计分析。电力设备，2005，(12)。
[3]DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》。
[4]DL/T727—2000中华人民共和国电力行业标准《互感器运行检修导则》。
作者：zhaoly
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