500kV电容式电压互感器在合心变电站的运行分析

500kV电容式电压互感器在合心变电站的运行分析李晓刚（国家电网公司东北公司长春超高压局，吉林长春130062）摘要：对500kV变电站的电容式电压互感器运行情况进行分析，并提出了提高运行可靠性的措施。

关键词：电容式电压互感器；变电站；运行分析中图分类号：TM406文献标识码：B文章编号：1001－8425（2011）04－0072－031引言合心变电站自1992年6月投运以来，500kV电容式电压互感器先后选用过西安某厂生产的TYD500系列的2、3、4型产品，现运行8台。

其中2台用做母线电压互感器，6台用于500kV线路。

在运行过程中，由于二次接线松动漏油，高压引出线放电等原因造成设备被迫退出运行的情况。

现场通过对问题的分析、判断，采取相应措施，提高了运行可靠性。

2电容式电压互感器原理2.1电容式电压互感器概况电力系统用电压互感器按工作原理可分为电磁式电压互感器和电容式电压互感器两类。

电容式电压互感器除了和电磁式电压互感器一样用于测量和继电保护外，还可代替耦合电容器，作为电力线载波通信系统的重要设备。

由于电容式电压互感器具有技术和经济上的优越性，目前在66kV～500kV电力系统中绝大多数采用这种类型的电压互感器，基本上取代了传统的电磁式电压互感器。

近年来，电容式电压互感器在科研、设计及制造等方面有了很大进步，产品的性能参数和质量也有了很大提高。

2.2电容式电压互感器工作原理电容式电压互感器工作原理接线如图1所示。

它由电容分压器和电磁单元两部分组成。

由一节或多节耦合电容器组成的电容分压器从输电线路的高电压抽取一个中间电压（通常为10kV～20kV）送入Operation Analysis of500kV Capacitor PotentialTransformer in Hexin SubstationLI Xiao-gang（Changchun EHV Bureau,Northeast Company of State Grid,Changchun130062,China）Abstract：The operation of capacitor potential transformer in500kV substation is analyzed. The measures to improve the reliability are presented.Key words：Capacitor potential transformer；Substation；Operation analysisC1C2S L R0axa fx fF EC3δATTC1—主电容；C2—分压电容；L—谐振电抗器；F—保护间隙；TT—中间变压器；R0—阻尼电阻；C3—防振电容器电容；S—接地开关；δ—C2分压电容低压端；A—载波耦合装置；E—中间变压器低压端；a、x—主变二次绕组；a f、x f—辅助二次绕组。

图1电容式电压互感器工作原理接线图Fig.1Connection diagram of capacitor potentialtransformerTRANSFORMER李晓刚：500kV电容式电压互感器在合心变电站的运行分析第4期电磁单元，再降为100/3姨V和100V低压，分别供计量和继电保护用。

为了补偿电容分压器的容性阻抗，使二次电压随负载变化减小，在中压回路中接入了补偿电抗器L。

阻尼电阻R0是为阻尼铁磁谐振而设置的，放电间隙F用来保护载波回路，当电容式电压互感器不用于载波通信时将刀闸S闭合。

总之，电容式电压互感器的工作原理可以归纳为：耦合电容器分压、中压变压器降压、电抗器补偿和阻尼器保护。

2.3技术特点从电容式电压互感器的构成可以看出，其高电压主要由电容器承担，而电磁单元（包括中压变压器、补偿电抗器和阻尼器等）起着电磁变换的作用。

这种基本结构特征决定了电容式电压互感器的设计和制造技术跨越电力电容器和变压器两个行业，同时也决定了电容式电压互感器在技术上的特点。

（1）误差调整灵活。

互感器的内阻较小，误差随负载的变化也小。

这种调谐可以借助补偿电抗器线卷和中压变压器一次绕组上的若干调节抽头来实现，在产品出厂试验时能够很方便地调整电压误差和相位差。

调节抽头越多，误差调整越精确。

（2）绝缘可靠性高。

承担高电压的耦合电容器的内部电场分布均匀，具有耐雷电能力强的特点，随着新介质和新工艺的不断发展，使其绝缘裕度进一步增大。

另一方面，电容式电压互感器是通过一个电容分压器与电网连接的。

由于不存在非线性电感，就不会象电磁式电压互感器那样与断路器断口电容产生铁磁谐振，因而从根本上消除了谐振引起爆炸的危险。

至于电容式电压互感器内部的非线性电感以及由于可能产生的铁磁谐振，是不会影响到一次侧的，而仅局限于中压回路内部，而且由于加装了阻尼器可有效地消除内部的铁磁谐振现象，从而确保它安全可靠运行。

（3）产品价格较低。

220kV及500kV电压等级的电容式电压互感器价格明显比电磁式电压互感器价格低，且电压等级越高价格差距越大。

这主要是由于电容式电压互感器的电容分压器造价随着电压等级的提高上升，而电磁单元的造价对任何电压等级基本上不变，因而两者合成的造价低于同等电压等级的电磁式电压互感器。

对于110kV以下的电压等级，选用电容式电压互感器就不经济了。

（4）运行维护容易。

电容式电压互感器是全密封结构，运行中不需要定期检修，运行维护工作量小，绝缘监测也比较容易，按照定期试验周期进行试验即可。

3运行分析（1）1992年6月15日对合心变电站500kV系统充电，在升至额定电压（512kV）后发现，丰合线B 相电容式电压互感器（TYD2500-0.005H）内部异常，并开始冒烟，随即停止充电。

后来在现场与厂家人员共同解体发现：B相电磁单元的一次引线对外壳放电造成内部异音并冒烟。

（2）1994年5月1日，合心变电站500kVⅠ母线电压指示为590kV，与系统电压相差很大，且外部检查没有发现问题，立即进行了更换。

在对更换下的电容式电压互感器（TYD2500-0.005H）电磁单元解体检查后发现，中间变压器的B2端子脱落，造成表记异常。

（3）1994年7月20日，大雨，合南线载波通道异常，现场检查发现合南线电容式电压互感器A相（TYD2500-0.005H）电容单元中节有裂纹并漏油，被迫停运进行更换。

经厂家人员解体后认为是由于内部绝缘支板绝缘不良，产生局部放电，并发生热量，内部压力增高，下雨时内外部温度相差较大，造成裂纹。

（4）1998年初，发现500kVⅠ母线电容式电压互感器（TYD3500-0.005H）在运行中声音异常且二次接线端子严重渗油，在当年的春检中予以更换。

在对电磁单元解体中发现：内部的连接螺栓普遍松动，在运行时造成谐振，二次端子密封结构不合理，在绝缘瓷套与接线柱间的密封处，用于压接胶垫的圆铁板与接线柱间没有密封，所以造成从接线柱的螺纹处渗油。

针对这些问题，现场人员对螺栓进行了紧固，对压接胶垫的圆铁板与接线柱间采取焊接的方法进行连接，这样就保证了密封结构的合理性。

处理后各项试验均合格，于当年秋检中投入运行。

（5）2005年3月26日，运行于合南线线路的TYD4500-0.005H电容式电压互感器在春检预试中发现C2分压电容对地绝缘不良，绝缘电阻为0Ω，立即予以更换。

现场对电磁单元解体检查发现：高压（C2）引线与箱体放电并死接。

经过更换绝缘套管并调整引线走向，处理良好，各项试验合格。

（6）2005年5月9日，运行人员巡视中发现，丰合线B相（TYD4500-0.005H）电容式电压互感器本体二次接线盒处漏油，油位无指示，二次接线端子及二次线有烧焦痕迹，主控室仪表指示正常。

立即停电进行解体检查，发现二次接线端子N端与X端联片在N端处烧损约50%、2a、2n端子及连线烧损，经过更换接线板后投入运行。

故障原因是由于丰合线73第48卷作者简介：收稿日期：2009-10-09李晓刚（1972-），男，吉林长春人，国家电网公司东北公司长春超高压局工程师，从事电力系统变电检修工作。

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