電容式電壓互感器的日常運行監視分析
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當然，也有其他原因可能會引起CVY二次電壓的異常出現，國家電網生技[2005]172號《輸變電設備運行規范》中《110(66)kV-500kV互感器運行規范》中第二十一條“ 電容式電壓互感器二次電壓異常現象及引起的主要原因”已明確了CVT正常運行中可能出現的異常情況及原因。
(1)二次電壓波動：引起的主要原因可能為，二次連接松動;分壓器低壓端子未接地或未接載波線圈;電容單元可能被間斷擊穿的;鐵磁諧振引起。
(2)二次電壓低：引起的主要原因可能為，二次連接不良;電磁單元故障或電容單元C2損壞。
(3)二次電壓高：引起的主要原因可能為，電容單元C1損壞;分壓電容接地端未接地。
(4)開口三角形電壓異常升高：引起的主要原因可能為，某相互感器的電容單元故障。
4 正常運行監視方法探討
與其他電氣設備一樣，運行中CVT發生障礙及缺陷的情況還是一定比例存在的，并有不同程度的上升趨勢。但CVT是全密封設備，除發生滲漏油、異常聲響等，會從外表較明顯表現外，其他如表三中所示的障礙與缺陷，一般較難直觀發現，必須采取一定的技術手段才能盡早發現運行中的可能異常情況。從CVT的工作特點可知，CVT本身是計量器具，二次電壓的幅值、相位和波形能反映出設備本身的運行狀況。實際運行中可利用這一條件，注意監視，選定合理的比較對象，可以較早發現CVT的異常情況。
近幾年來，省公司及各地市局都針對CVT在運行中出現的異常情況，通過不同途徑、要求采取各種方法加強對CVT的現場運行監視。一般情況下，現場運行人員可通過以下方法，初步掌握CVT的運行情況。
(1)、通過定期對二次電壓進行抄錄或測量。對有裝置(如保護、測控裝置等)可反映二次電壓的，應結合每次巡視時抄錄并比較;對無法通過裝置反映二次電壓的，可定期手工測量二次電壓進行比較，測量周期一般可定為每月一次。此種方法較原始，無法在線監測CVT的運行情況。當然可考慮通過專門的電壓監視裝置實現在線監測功能。
(2)充分利用自動裝置采樣、軟件程序比較判別的方法可實現CVT的在線監測。現在普遍利用當地監控系統，設立CVT電壓監視功能。分別通過設置3U0越限;同名、不同名相電壓不平衡比較;電壓幅值越限等方法，對達到相應越限值的，發出報警居委會提示運行人員。
上述兩種方法，最關鍵是確定相應的限值，筆者收集了幾個220kV典型變電站正常運行時的電壓值，見表四。
數據項 變電站 | 正母壓變 | 副母壓變 | 線路一 | 線路二 | 線路三 | 線路四 | 備 注 | ||||||
A | B | C | 3U0 | A | B | C | 3U0 | A | A | A | A | ||
變電站 1 | 59.7 | 59.5 | 59.4 | 0.57 | 59.3 | 59.5 | 59.5 | 0.4 | 59.4 | 58.4 | 無 | 無 | 原始數據 |
59.7 | 59.8 | 59.6 | 0.59 | 59.4 | 59.5 | 59.5 | 0.42 | 59.3 | 58.4 | 無 | 無 | 第二次 | |
59.6 | 59.5 | 59.4 | 0.59 | 59.2 | 59.5 | 57.6 | 3.17 | 59.2 | 停役 | 無 | 無 | 第三次 | |
變電站 2 | 59.3 | 59.2 | 59 | 0.385 | 59.4 | 59.2 | 59.1 | 1.768 | 59.5 | 59.5 | 無 | 無 | 原始數據 |
59.1 | 59 | 58.8 | 0.36 | 59.2 | 59.6 | 58.9 | 1.72 | 59.3 | 59.3 | 無 | 無 | 第二次 | |
59.4 | 59.3 | 59.1 | 0.41 | 59.3 | 59.2 | 59.1 | 1.82 | 59.4 | 59.4 | 無 | 無 | 第三次 | |
變電站 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 | 原始數據 |
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 | |
變電站 4 | 58.9 | 58.7 | 58.5 | 0.62 | 58.9 | 58.7 | 58.5 | 0.677 | 59.1 | 59 | 60 | 60 | 原始數據 |
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 幾個典型220kV變電站CVT電壓值
通過對表四數值的分析，筆者認為：
(1)、對于由手工定期抄錄的，一定要注意保存原始數據，特別是3U0的數值。在原始數據的基礎上，再利用縱向(與原始或上次數值比較，發現變化率)、橫向(與相鄰運行設備的變化率對照)的比較，可確定是系統運行參數有變動，還是CVT本身反映的系統值有變化，如不是系統運行參數變化所致，應該引起重視，某相電壓突變可能是內部故障的信號。對3U0的數值變化情況要高度重視，3U0的突然升高，一般而言，CVT發生異常的可能性較大。
(2)、從表四的數值發現，對幾個正常情況下3U0的數值較高的變電站，應該查明原因。確定是三相CVT電容配置問題還是中間變壓器的問題，甚至還有可能是二次回路的問題。(3)、對于利用當地監控系統實現的CVT在線監測的情況。在此基礎上，應充分發揮實時系統的功能，將各CVT電壓整點值以負荷日志的形式記錄并存盤，以便于異常報警時，進一步核實、比較。現在一般情況下，3U0的值不引入實時數據，應該考慮將3U0作遙測量接入系統，并實時整點存貯。但要注意，3U0引入測控裝置，不應考慮再經熔絲保護，否則一旦熔絲熔斷，不但正常運行無法發現，也不利于對3U0的監視。
(4)、對于某些變電站，線路壓變為CVT，而母線壓變為電磁型的，同名、不同名相電壓不平衡比較時，其絕對值的差值應經過實地測量后再確定變化率。
5 發現異常時的處理方法
構成CVT分壓器的電容器是由不同數量的電容元件串聯構成的，在運行過程中，當電容器內發生電容元件損壞時，剩余的電容元件所承受的運行電壓會升高;損壞的元件越多，其它元件所承受的電壓越高，更容易引起絕緣擊穿，并形成一種惡性循環，最終導致燒毀甚至爆炸。故當懷疑CVT有可能異常時，處理過程必須慎重、妥善。
(1)在巡視CVT時，必須考慮保持一定的安全距離;
(2)CVT二次回路空氣開關跳開，在未明確一次設備是否異常前，不得盲目恢復二次空氣開關的運行;
(3)若CVT本體有明顯異常，如冒油、滲漏油，或與此CVT有關的二次回路設備出現燒毀現象，應即匯報調度，緊急停役;
(4)當在線監測手段提示CVT可能有異常情況時，是否需要再通過人工測量的方法進行確證，此點值得商討。筆者認為，不宜提倡由人工近距離手工測量確證，即使必須要人工核實，也應考慮在遠離CVT的相關回路上進行。另，人工測量CVT二次電壓時，是否需采取一定的安全措施，如穿絕緣靴等，以防止因高電壓串入二次回路造成人身傷亡，此點也頗值得思考。
參考資料
[2] 王夢云.2004年度110kV及以上互感器事故統計分析。電力設備，2005，(12)。
[3] DL/T596-1996《電力設備預防性試驗規程》。
[4] DL/T 727—2000中華人民共和國電力行業標準《互感器運行檢修導則》。
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