电容式电压互感器二次输出电压异常原因分析

发表时间:2021/4/7   来源:《建筑实践》2020年第33期   作者:刘志强
[导读] 电压互感器是电网中的一种装置,允许电压横向转化为第二侧,
        刘志强
        中铁三局集团电务工程有限公司   山西省晋中市榆次区030600
        摘要:电压互感器是电网中的一种装置,允许电压横向转化为第二侧,在电网驱动监控中起着重要作用。电压传感器故障会直接影响电网的安全稳定运行。电压传感器在当前系统上的运行主要包括磁电压传感器和电容电压互感器(CVT),与电磁电压传感器相比减少了系统振动故障,在电力系统中得到广泛引用,但受近年来制造质量、装配方法和操作环境等因素的影响,导致干扰,确保了整个网络的安全运行。本文对220kV相关电压和热扰动的CVT故障原因进行了分析,并对CVT故障分析和处理提出了建议,并对设备的现场运行检查提供了技术指导。关键词:电容式电压互感器(CVT);铁磁谐振;故障分析;运维措施
引言
        电容电压传感器在大多数网络中用途广泛,与传统电感电压传感器相比,具有较高的绝缘性能、较低的生产成本和较高的断路器中断能力。近年来,电容电压传感器出现异常温度分布、第二电压误差等。,需要进行分析以确定故障原因,加强生产过程中的监控,设备验收,运行,避免电网中断,如计划外停电。2019年,在一个省发现了两个由异常温度分布引起的电容电压传感器故障,其中故障原因确定低压衬套故障的原因将导致燃油消耗减少。两种故障原因都是一致的、相似的现象,因此有可能进行详细讨论。
1故障情况说明
        2019-07-29T20:47:11、2019-07-29T20:52:45,500kVW线B相分别故障跳闸并自动重合成功。2019-07-29T22:00左右,500kV某变电站巡检人员接调度通知,“500kVW线失步解列装置告警”信号未复归,现场检查发现500kVW线A套、B套失步解列装置面板“TV”“装置异常”灯亮,二次电压采样Ua为60.64V,Ub为54.67V,Uc为60.44V,测量现场500kVW线串补CVT二次侧电压Ua为60.67V,Ub为54.73V,Uc为60.52V。2019-07-29T23:30左右,变电检修人员进站检查,根据故障波形、二次侧电压,初步判断为500kVW线串补CVTB相内部存在电容元件击穿。2019-07-30,检修500kV某变电站500kVW线转,并对500kVW线串补CVTB相进行更换并开展相关交接试验,试验结果满足要求,恢复带电运行。
2CVT解体
为了进一步分析故障原因,对CVT进行了爆炸检查。采用起重机提起CVT的上法兰盖,拆卸电容电压和接地电缆,找到电容电压和接地导体,将其固定在避雷针顶部,故障CVT中激光高压管线仅用低电压绝缘材料包裹,安装方法要求先将它们连接到螺栓上,然后再连接到法兰盖上,再从CVT地下储罐中取出变压器油,中间打印机外观检查无偏差检查顶盖底部,看不到径向擦除的迹象。中间变压器导轨的设计使弹簧提刀路适合绝缘,使相邻物体不被卸载。
、3仿真分析
        3.1物理模型
        电容电压互感器由两个组件组成:容量开关和中频开关,其中包括瓷器和安装在瓷器上的高压和中压控制器,可将高压电压转换为相对较低的电压。中间压力变换器由电压变换器、激光器、中间压力变换器(用于电压切换和上下电压分离)和阻尼器组成。CVT图如图1所示。在图1中,C11和C12是高电压容量。C2是平均应力;l作为补偿机器;t是一种中间变压器;z是阻尼器;f是避雷针。在Matlab/Simulink中,建立基于阶梯和电容电压传感器等效电路模型的CVT仿真模型。CVT中的中间变压器是一种非线性元件,利用速度变换器(saturabletransformer)对其非线性特性进行了更好的仿真,该变换器可用于设置磁参数。这减少了磁铁通道对仿真结果的影响。

        图一结构原理图
        3.2仿真过程
电容电压互感器由两个元件组成:电容开关和中性点,包括瓷器控制器和安装在瓷器上的高压和中性点控制器,可用于将高压转换为相对较低电压。中压变压器由电压互感器、激光器、中压变压器(用于电压开关和电压上下分离)和阻尼器组成。CVT图如图1所示。图1显示了C11和C12的高电压容量。C2是平均应力;l作为补偿机器;t是中间句柄;z是阻尼器;f是避雷针。在Matlab/Simulink中,根据阶梯和相应的电容电压传感器电路模型创建CVT毛坯模型。CVT中的中间变压器是一种非线性元件,它允许用速度变压器(saturabletransformer)更好地模拟其非线性特性,从而可以设置磁参数。这减少了磁路对仿真结果的影响。
4解体检查及原因分析
从电容电压传感器图中可以看出,电磁单元位于电容电压调节器下方,套管上方的欠电压引导到中间变压器。解压缩电容电压受体时,发现低低压国家的减震器在电容器底部断开。低压套管泄漏,在下部电容下的电磁场中充满。另一方面,下一个电容发生故障后,可以清楚地看到核心上部比较干燥,变压器油没有浸透。卸下电容器可检测多个冲击和穿透,如图7所示。对上述电电容电压受体进行综合分析后发现,中间贮存裂纹导致冷凝放电下降,电容器在上半部在油不足下运行,绝缘强度下降,侵入部分电容元件,捐助方温度分布异常。
5二次设备检查情况
        故障原因分析,根据以上试验数据及观察到的情况分析,该电压互感器下节电容器与电磁单元一起进行电容量、介损试验时,试验结果不符合要求,当单独对下节电容器进行试验时,试验结果满足技术要求,因此下节电容器状况良好,主要故障点位于电磁单元内部。电磁单元底部积水,油位升高,盖板密封槽蚀透位置、盖板内部受潮位置与中间变压器顶部锈蚀位置吻合,可以确定是电磁单元盖板锈蚀严重且密封圈松弛失效导致的积水流入。电磁单元内部中间变压器二次绕组组间绝缘能力、绕组对地绝缘能力均为0,是由于中间变压器泡水受潮导致绝缘能力降低,但在电磁单元底部固定变压器的电镀钢板表面没有生锈痕迹,可推测电磁单元在近期发生大量进水情况。当中间变压器泡水受潮后,绕组间及对地的绝缘能力逐渐降低,直至丧失。此过程会导致绕组间短路、匝间短路等故障状态,最终导致该互感器电磁单元油品劣化,造成二次输出电压大幅度下降。
6结论与建议
        1)6×24C相CVT异常原因为电磁单元中压接地开关静触头与接地通过环氧树脂绝缘支撑件放电击穿,造成中间变压器原边侧短路接地。2)运行中CVT出现二次电压输出异常情况,可及时进行红外测温及油中溶解气体分析,以判断其内部是否存在局部放电或者过热。3)应加强对CVT停电例行试验检查,特别是对同厂家、同型号、同批次带中间接地开关配置的CVT进行试验刀闸绝缘测试;同时积极开展红外精确测温工作,一旦发现CVT温度异常,应立即上报处理,必要时申请停电进行诊断性试验。4)加强CVT投运前中设备制造、入厂监造等过程技术监督,必要时抽查电磁单元绝缘件局放试验,及时发现不良绝缘件,杜绝隐患设备入网。
结束语
        本文对3绕组变压器不同故障时间点短路电流进行了理论分析,并将其与典型500kV变压器进行了比较。短路电流特性用于确定带有高压电源的低压短路电流和带有高压电源的短路电流之间的高压和中型电压。本文在计算短路电流的基础上,从理论上模拟了工业中如何使用两组三相对称短路来保证变压器运行中短路的可靠性。典型的三相结构采用本文所包含的知识,而使用安多克变压器等专用结构的变压器则需要进一步研究和证明。
参考文献
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