电容式电压互感器的日常运行监视分析
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。
数据项 变电站 | 正母压变 | 副母压变 | 线路一 | 线路二 | 线路三 | 线路四 | 备 注 | ||||||
A | B | C | 3U0 | A | B | C | 3U0 | A | A | A | A | ||
变电站 1 | 59.7 | 59.5 | 59.4 | 0.57 | 59.3 | 59.5 | 59.5 | 0.4 | 59.4 | 58.4 | 无 | 无 | 原始数据 |
59.7 | 59.8 | 59.6 | 0.59 | 59.4 | 59.5 | 59.5 | 0.42 | 59.3 | 58.4 | 无 | 无 | 第二次 | |
59.6 | 59.5 | 59.4 | 0.59 | 59.2 | 59.5 | 57.6 | 3.17 | 59.2 | 停役 | 无 | 无 | 第三次 | |
变电站 2 | 59.3 | 59.2 | 59 | 0.385 | 59.4 | 59.2 | 59.1 | 1.768 | 59.5 | 59.5 | 无 | 无 | 原始数据 |
59.1 | 59 | 58.8 | 0.36 | 59.2 | 59.6 | 58.9 | 1.72 | 59.3 | 59.3 | 无 | 无 | 第二次 | |
59.4 | 59.3 | 59.1 | 0.41 | 59.3 | 59.2 | 59.1 | 1.82 | 59.4 | 59.4 | 无 | 无 | 第三次 | |
变电站 3 | 59.4 | 59.3 | 59.1 | 0.4 | 59.6 | 59.4 | 59.2 | 0.4 | 59.5 | 59.5 | 59.5 | 59.3 | 原始数据 |
59.7 | 59.6 | 59.4 | 0.4 | 59.7 | 59.6 | 59.4 | 0.4 | 59.9 | 59.9 | 59.9 | 59.9 | 第二次 | |
60 | 60 | 59 | 0.4 | 60 | 60 | 59 | 0.4 | 60.2 | 60.2 | 60.2 | 60.2 | 第三次 | |
变电站 4 | 58.9 | 58.7 | 58.5 | 0.62 | 58.9 | 58.7 | 58.5 | 0.677 | 59.1 | 59 | 60 | 60 | 原始数据 |
58.7 | 58.8 | 58.6 | 0.52 | 58.6 | 58.8 | 58.6 | 0.47 | 62.2 | 62.2 | 62.2 | 62.2 | 第二次 | |
59 | 58.9 | 58.7 | 0.659 | 59 | 58.9 | 58.7 | 0.714 | 59.2 | 59.2 | 60 | 60 | 第三次 |
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;
(4)当在线监测手段提示CVT可能有异常情况时,是否需要再通过人工测量的方法进行确证,此点值得商讨。笔者认为,不宜提倡由人工近距离手工测量确证,即使必须要人工核实,也应考虑在远离CVT的相关回路上进行。另,人工测量CVT二次电压时,是否需采取一定的安全措施,如穿绝缘靴等,以防止因高电压串入二次回路造成人身伤亡,此点也颇值得思考。
参考资料
[1] GB 4703-2001《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/T 727—2000中华人民共和国电力行业标准《互感器运行检修导则》。
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