CN106990380A - 现场电容式电压互感器故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种现场电容式电压互感器故障检测方法，属于电力***领域。解决现有技术存在的无法方便、及时、快速地判断电容式电压互感器故障的技术问题。本发明采用测定电容单元和电磁单元的电压的方式来进行判断，能够对电容式电压互感器的故障存在的单元，如在电容单元还是电磁单元作出正确判断。采用的技术手段简单，易于操作，安全省力，为电容式电压互感器故障研究提供了现场测试数据，能简单实用，快速、及时和准确地完成电容式电压互感器故障检测任务。

Description

现场电容式电压互感器故障检测方法

技术领域

本发明属于电力***技术领域，具体涉及一种现场电容式电压互感器故障检测方法。

背景技术

电容式电压互感器是由串联电容器分压，再经电磁式互感器降压和隔离，作为表计、继电保护等的一种电压互感器，电容式电压互感器还可以将载波频率耦合到输电线用于长途通信、远方测量、选择性的线路高频保护、遥控、电传打字等。因此和常规的电磁式电压互感器相比，电容式电压互感器器除可防止因电压互感器铁芯饱和引起铁磁谐振外，在经济和安全上还有很多优越之处。电容式电压互感器具有体积小，重量轻，维护工作量小，电场强度裕度大，绝缘可靠性高的优点，分压电容可作为耦合电容器供给高频载波通道使用。

电容式电压互感器在高压输送中应用非常广泛，110k V以上电压等级的电力***中，CVT为主要使用的电压互感器，在超、特高压等级的***中，CVT的使用率几乎达到100%。高压电网中的一次电压信息主要通过CVT转换后传送给计量和继电保护装置，因此，CVT的良好状态对计量装置准确计量、继电保护装置获得正确信号以保证可靠动作、避免事故发生、对电网的安全稳定具有重要意义。

电容式电压互感器主要由电容单元和电磁单元组成，其中电容单元分为主电容和分压电容，二者分别由许多电容元件串联而成。电磁单元主要由中间变压器，补偿电抗器和阻尼器等组成，对于油浸式CVT，通常安装在密封油箱中。

电容单元通过电容分压将***一次电压进行降压，作为中间变压器的输入，再将电压降低，供电能计量，继电保护等装置使用。

随着CVT 在电力***中的大量应用，由于受设计制造经验、工艺水平、原材料及过电压等因素的限制，由CVT引发的电网故障是电磁式电压互感器的2倍，一旦CVT发生故障，将引起电能计量错误和保护装置误动作等事故，严重影响电能计量的准确、可靠和电网的安全，严重时还会引起***起火，导致输电线路停止供电，甚至会引起大面积停电。为了实现CVT 的状态检修及对CVT的故障进行快速诊断并维修，以减少停电时间，为用户提供可靠、优质的电力供应和减少电力企业的经济损失，必须对CVT故障及其产生故障原因进行深入的了解和分析。

目前，现场的电容式电压互感器，是由主电容C₁与分压电容C₂串联后接地。二次电压，系从其C₂分压电容分压元件抽取，经过电磁单元部分获取电压。

当电容式电压互感器出现故障时，电容式电压互感器二次电压显示异常。检修人员需登高作业拆除高压引线，试验人员对电容式电压互感器进行试验，通过测试数据判断查找故障元件。拆除高压引线需要登高作业，十分危险和麻烦，而且耗费时间和精力；由于故障电容式电压互感器受到周围带电设备感应电的影响，往往给判断故障电磁式电压互感器状况带来一定困难，检测结果不可靠。

现有技术中公开一些检测电容式电压互感器的文献。

非专利文献（“红外监测诊断电容式电压互感器故障分析”，何子东 等，高电压技术，第34卷第6期）公开了一种红外监测诊断电容式电压互感器故障分析，采用红外诊断技术对 2起CVT 油箱发热异常事故进行了分析。结果表明, CVT 中间变压器的调节绕组部分烧损严重的原因可能是调节绕组局部绝缘薄弱或导线受损, 引起部分调节线圈短路, 形成故障。 进一步证实了红外监测诊断技术对发现 CVT 设备缺陷的有效性。

上述文献采用红外线进行检测，在实际应用中应用不广泛，红外线检测需要专门的专业设备，在仪器发生故障时，采用红外线获得图像比较繁琐，不能达到及时、方便、快速的目的。

非专利文献（“电容式电压互感器电磁单元故障检定方法”，张志东等，电力科学与工程，第31卷第9期）公开了一种电容式电压互感器电磁单元故障检定方法，第一，通过测量绝缘电阻和直流电阻是否符合规程来检定二次绕组是否损坏。若异常，则二次绕组故障;若正常，转入下一步。第二，检查阻尼器状态。先短接 da～ dn，打开 d1～ d2连接片。同时，还需要打开 N-X 连接片，使得中间变压器在高压试验时空载运行，并构成独立的、可测试两端口的阻尼回路。再在阻尼器两端口 d1-d2上施加有效值为 100 V 的工频电压，测试其阻尼电流。最后根据测试结果检定。判据为: 若阻尼电流为 0，说明阻尼回路开路，则可能是阻尼电阻烧毁。若阻尼电流大于0 且不大于 1A，则阻尼回路正常，否则超出范围判断为阻尼器电容器发生故障。

上述检定方法需要采用多个操作，需要施加电压，短接，测试阻尼电流，麻烦繁琐，可操作性不强，限制了实际中的应用，不能满足及时、快速、方便的要求。

发明内容

为了克服以上现有技术中存在的不能快速、正确、及时判断电容式电压互感器故障以及故障的具***置的问题，本发明公开现场电容式电压互感器故障检测方法。

一种电容式电压互感器故障的检测方法，具体步骤如下：

步骤1，针对故障的电容式电压互感器，选择A、B、C任一相，打开电磁单元接地点E及分压电容C2尾端δ；

步骤2，在δ对地加220V交流电压，测量电磁单元尾端E对δ电压Uc2、以及测量电磁单元尾端E对地电压Uc1，计算K U12=Uc1/Uc2；以此方法得到KA、KB、KC；

步骤3，将电磁单元尾端E接地，在δ加压；分别测量三相电容式电压互感器的1a1n、2a2n、3a3n、dadn电压；

步骤4，判断：

（１）电容单元判断

对比KA 、KB、KC三相值，差别不大时，说明电容单元C1、C2没问题；差别较大时，相近比值电容单元不存在故障。

（２）电磁单元判断

分别观察A、B、C三相对应二次绕组1a1n、2a2n、dadn电压，如果三相差别不大，说明三相电磁单元部分没有故障；如果三相中某一相对应二次绕组差别大，说明该相存在故障。

本发明的有益效果是：

本发明在长期的电力***工作中，应用电容式电压互感器的工作原理，为了克服常规方法的费时费力、危险操作的技术问题，摸索出了一套不需要高空作业、不需要拆除引线就能判断电容式电压互感器故障的简便方法。能够解决目前检测技术方法所不能够解决的现有技术中存在的问题，这一方法能够方便、及时、快速的判断电容式电压互感器的故障位置。其只需要测定电容和电磁单元的电压，通过正常相和故障相之间的对应的部分的电压的比较，其中的故障相的电压相比于正常相的值会发生明显的变化，而且本方法可以区分出故障单元存在于电容还是电磁单元，即能够满足全面的检测和分析，如果发现了故障所在，即可以选择进行其他部分是否存在故障，选择性大；并且通过本领域常规的方法进行对比，得出本发明的准确性，但是本发明采用的手段简单，易于操作，大大解决了常规方法中存在的技术问题，本发明采用的技术手段简单，易于操作，省时省力。由于是在工作现场获得的试验数据，所以测试数据是客观准确的，为电容式电压互感器故障研究提供了现场测试数据。此方法简单实用，这一方法之公开，能因陋就简快速、准确、及时的完成电容式电压互感器异常的检测。

附图说明

图1为电容式电压互感器检测接线示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

实施例1

2016年12月14日，220KVXX变电站， 110KV南母电容式电压互感器(TYD110/√3-0.01H、1999年10月出厂)电压异常检查。

参见图１，步骤1，针对故障的电容式电压互感器，选择A、B、C任一相，打开电磁单元接地点E及分压电容C2尾端δ；

步骤2，在δ对地加220V交流电压，测量电磁单元尾端E对δ电压Uc2、以及测量电磁单元尾端E对地电压Uc1，计算KU12=Uc1/Uc2；以此方法得到KA、KB、KC；

步骤3，选择A、B、C任一相，将电磁单元尾端E接地，在δ加压；分别测量三相电容式电压互感器的1a1n、2a2n、3a3n、dadn电压；

步骤4，判断：

测量值及判断如下表一、表二所示

由上表可知，C相比值Ｋ明显大于其它两相，判断可以得出，C相电容量存在问题；从表中看出，C相主电容明显变小，须更换。表中电容实测值为拆除高压引线后，使用测试仪器测得的数据。从电压比值与电容值及电容比值来看，证明了该方法判断电容式电压互感器的准确性，而且相比较传统测定方法，本方法更加方便、操作性强，克服了现有技术存在的问题。

表二

由上表可知，三相数值变化不明显，电磁单元不存在故障。在三相相同部位δ加相同电压，二次测量电压基本一致，说明电磁单元部分不存在故障。

实施例2

2016年7月7日，110KVXX变电站， 110KV东母电容式电压互感器(TYD110/√3-0.01H、1998年02月出厂)电压异常检查。

测量值及判断如下表三、表四所示

表三

由上表可知，三相比值差别不明显，电容量正常。电容实测值为拆除高压引线后，使用测试仪器测得的数据。从电压比值与电容值及电容比值来看，此方法用以判断电容异常准确。

表四

由上表可知，三相数值变差别明显，B相电磁单元一次匝间存在匝间短路。电磁单元接地后，在三相相同部位δ加相同电压，二次测量电压应基本一致。上表看出B相电压明显增高，说明B相电磁单元部分存在故障。

实施例3

2013年3月11日，220KVXX变电站，220KV南母电容式电压互感器(TYD220/√3-0.005H、1999年08月出厂)电压异常检查。

测量值及判断如下表五、表六所示

表五

由上表可知，三相比值基本一致，电容量没问题。电容实测值为拆除高压引线后，使用测试仪器测得的数据。从电压比值与电容值及电容比值来看，此方法用以判断电容异常准确。

表六

由上表可知，三相比值差别较大，C相电磁单元异常，一次有短路故障存在。电磁单元接地后，在三相相同部位δ加相同电压，二次测量电压应基本一致。上表看出C相电压明显增高，说明C相电磁单元部分存在故障。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种电容式电压互感器故障的检测方法，其特征在于，

步骤1，测定电容单元，对A、B、C三相，分别测定对应主电容和分压电容两端电压，计算二者比值；

步骤2，判断，将三相所得相应比值进行对比，如比值相近，则电容单元不存在故障；如其中一相比值和其他两相不相近，则该相电容单元存在故障。

2.如权利要求1所述的一种电容式电压互感器故障的检测方法，其特征在于，其中步骤1的具体计算方法为：针对故障的电容式电压互感器，选择A、B、C任一相，打开电磁单元接地点E及分压电容C2尾端δ；

在δ对地加220V交流电压，测量电磁单元尾端E对δ电压Uc₂、以及测量电磁单元尾端E对地电压Uc₁，计算K U12=Uc₁/Uc₂；以此方法得到KA_、KB_、KC。

3.如权利要求1所述的一种电容式电压互感器故障的检测方法，其特征在于，还包括步骤3，测定电磁单元，对A、B、C三相，分别测量三相电容式电压互感器的1a1n、2a2n、3a3n、dadn电压。

4.如权利要求3所述的一种电容式电压互感器故障的检测方法，其特征在于，所述步骤3的具体测定方式为，将电磁单元尾端E接地，在δ加压；分别测量三相电容式电压互感器的1a1n、2a2n、3a3n、dadn电压。

5.如权利要求4所述的一种电容式电压互感器故障的检测方法，其特征在于，还包括步骤4，电磁单元判断，分别观察A、B、C三相对应二次绕组1a1n、2a2n、dadn电压，如果三相相近，说明三相电磁单元部分没有故障；如果三相中某一相对应二次绕组不相近，说明该相电磁单元存在故障。