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電容式互感器
閱讀�4412時間�2017-08-07 11:58:28

    電容式互感器是運用物理學(xué)原理制造的一種互感器,該電容式互感器分為電容分壓�和中�變壓�兩部�,可用來防止�電壓互感�鐵芯飽和引起鐵磁諧振�

    電容式互感器是由串聯(lián)電容�抽取電壓,再經(jīng)變壓器變壓作為表�、繼電保護等的電壓源的電壓互感器,電容式電壓互感器還可以將載波頻率耦合到輸電線用于長途通信、遠方測�、選擇性的線路高頻保護、遙�、電傳打字等。因此和常規(guī)的電磁式電壓互感器相�,電容式電壓互感器器除可防止因電壓互感器鐵芯飽和引起鐵磁諧振�,在�(jīng)濟和安全上還有很多優(yōu)越之處�

概述

    電容式互感器主要由電容分壓器和中壓變壓器組成。電容分壓器由瓷套和裝在其中的若干串�(lián)電容器組�,瓷套內(nèi)充滿保持0.1MPa正壓的絕緣油,并用鋼制波紋管平衡不同�(huán)境以保持油壓,電容分壓可用作耦合電容器連接載波裝置。中壓變壓器由裝在密封油箱內(nèi)的變壓器,補償電抗器和阻尼裝置組�,油箱頂部的空間充氮。一次繞組分為主繞組和微�(diào)繞組,一次側(cè)和一次繞組間串聯(lián)一個低損耗電抗器。由于電容式電壓互感器的非線性阻抗和固有的電容有時會在電容式電壓互感器內(nèi)引起鐵磁諧振,因而用阻尼裝置抑制諧振,阻尼裝置由電阻和電抗器組成,跨接在二次繞組上,正常情況下阻尼裝置有很高的阻�,當鐵磁諧振引起過電�,在中壓變壓器受到影響前,電抗器已經(jīng)飽和了只剩電阻負�,使振蕩能量很快被降��

原理

    金原變電站有兩條110kV電源線路,正常運行時,一條主供一條CVT備用。為了在主供線路�(fā)生性故障時能快速合上備用線路開�(guān)�110kV系統(tǒng)裝設(shè)了BZT裝置。如�1所�,BZT裝置接入金原110kV南北兩段母線電壓和兩條線路側(cè)電壓,通過裝置的切換把�,可以分別將每條線路�(zhuǎn)換為主供線路或備用線路,并把相應(yīng)母線電壓、線路電壓和二次回路做相�(yīng)的切換。正常運行方式下,紫金線為主供電�,T金線備用,這時將金�110kV北母線電壓和T�2線路�(cè)電壓切入BZT裝置,北母線電壓反映主供電源工作狀�(tài),T�2線路�(cè)電壓反映備用電源是否正常,能否起到備用作��

    這套BZT裝置�2000�12月份安裝�。今�3月中�,繼電保護人員對裝置進行投運前檢�。工作人員在裝置屏后端子排上測量了兩段母線電壓和紫金線路�(cè)電壓,正常:當測量備用電源T�2線路�(cè)CVT的二次電壓時,沒有電�。當時工作人員認為線路沒帶電,就將此事擱�,而只對裝置本身進行了檢�。因那時全站�(shè)備要進行定期高壓試驗,只有將備用線路投入運行,主供線路設(shè)備才能停下作試驗。運行人員同�(diào)度聯(lián)系后將T金線投運帶全站負荷,紫金線停�。這時繼電保護人員確知T金線有電,便再次在BZT裝置屏上測其線路�(cè)電壓,仍舊沒�。CVT二次保險,沒有爆;拆了回路核對線�,沒有問題;拔下二次保險,直接在二次出線端子上測量,還是沒有電壓。繼電保護人員這才意識到可能是CVT�(nèi)部出了故障。所以在很快對紫金線�(shè)備做完高壓試驗后,將紫金線投入運行,安排T金線停電,拆除其線路�(cè)CVT的一次引線進行試驗�

    這臺電容式電壓互感器的型號是�2000�12月份才投入運行時,CVT的電氣原理如�2所�。高壓試驗人員先測試了CVT的高壓電容C1、中壓電容C2以及總電容量,再試驗了介�(zhì)損�,與�(shè)備出廠時和投運前的試驗數(shù)�(jù)相比變化不大,說明電容分壓器單元沒有問題�

    為查清CVT的電磁單元有什么問�,試驗人員先用萬用表的電阻檔測中壓互感器的一次線圈電�,其阻值為500多歐姆;然后在中壓互感器的一次線圈上加交流電�,測二次電壓的�,當一次電壓升高時二次電壓不僅不升反而下降;在中壓互感器二次�(cè)的da、dn線圈上加交流電壓,用靜電電壓表測一次電壓的�,電壓均為零。根�(jù)這些試驗情況和數(shù)�(jù),試驗人員初步判斷電磁單元內(nèi)部可能有短路。因沒有更為詳細的關(guān)于這些型號CVT的技�(shù)和試驗數(shù)�(jù),所以當時無法判定具體的故障。鑒于設(shè)備要盡快投運(該站載波通訊的結(jié)合濾波器接在這臺CVT下),檢修人員就將這臺CVT拆下,我局物資公司通知�(shè)備廠家在鄭州的辦事處,第二天就送來一臺新的電容式電壓互感��

    新CVT與原來的型號一�,只是電磁單元的�(jié)�(gòu)稍有不同。有這臺新CVT作參�,工作人員又對拆下的CVT電磁單元的線圈直流電阻和在二次側(cè)加壓重做了試驗,對比試驗�(shù)�(jù)如表1所�。這些�(shù)�(jù)表明,T金線路側(cè)電容式電壓互感器電磁單元的中壓互感器一次繞組發(fā)生了短路。于�,工作人員很快對新CVT進行了試驗和安裝,及時投入了運行,并將舊CVT運回局里準備解剖檢��

CVT解體檢查和故障原因分�

    2001�4�,我局技�(shù)人員和CVT廠家人員一�,對拆下的CVT進行了解體檢�。當工作人員用扳手擰松電磁單元油箱法蘭的幾顆螺栓后,刺鼻和刺眼的油氣從法蘭縫隙朝外噴�,明顯感到內(nèi)部聚有很大壓力。拆完一圈螺�,用天車將電容器單元稍微吊離下節(jié)油箱,在取下中間電壓端子A′和中壓電容C2下端接線端子δ與電磁單元之間的引線�,發(fā)�(xiàn)固定中壓電容C2下端接線端子δ�4只螺栓少了一�,因油箱中的油較滿,也看不到這只螺栓掉到了哪�。工作人員用器具把油箱中的油慢慢抽出,當油面低于中壓互感器的接線板時,人們終于看清了,掉下的螺栓落在了中壓互感器一次繞組抽頭的幾個接線柱中間。在螺栓與接線柱接觸的地方,�(fā)�(xiàn)有輕微的短路熔焊痕跡。油箱中的油已經(jīng)失去了其�(yīng)有的淡黃�,而變成了象醬油一樣的黑褐色。在往外抽油的過程�,油中不斷有氣體逸出,油中泛起黑褐色的泡�。當油被全部抽完�,人們看到了中壓互感器的鐵芯已經(jīng)燒得沒有了硅鋼片特有的光澤,最外層的硅鋼片已被燒變了形,中間鼓起來�。中壓互感器繞組外面包的白布帶已被燒成黑炭質(zhì),用手一扣就有渣子掉下來。油箱內(nèi)壁沾滿了含有炭質(zhì)的油�,用手一摸全是黑。為了拆掉補償電抗器的引�,工作人員將出線端子盒上方的蓋板拆開,發(fā)�(xiàn)這個蓋板因�(nèi)部壓力太大已�(jīng)鼓肚。至�,CVT的故障已�(jīng)十分清楚,那就是中壓互感器一次線圈燒損。既是這樣,我們還是讓油務(wù)人員取了油樣,進行了油色譜分析。分析結(jié)果:除乙炔為零值外,總烴和氫氣均大大超過注意�;經(jīng)計算三比值為020,故障類型是低溫過熱�150�300℃),這進一步印證了故障的情�。根�(jù)對CVT解體檢查所�(fā)�(xiàn)的情�,我局技�(shù)人員和設(shè)備廠家人員一致認為,造成中間單元燒損的原因是,固定中壓電容C2下端的一只螺栓掉入中壓互感器一次繞組的接線柱叢中,使一次繞組部分線匝被短接,其交流阻抗減小,一次電流超過額定�,造成一次繞組燒毀。但螺栓造成的短路不是太嚴重,或者說被螺栓短接的匝數(shù)并不�,因為如果短路嚴�,短路電流所�(chǎn)生的熱將在短時間�(nèi)使變壓器油分解出大量氣體,這有可能造成下節(jié)油箱爆炸,或使高壓電容C1兩端所加電壓太高而使其爆炸。至于這只螺栓為什么會在運行中脫落,我們認�,這是該設(shè)備在安裝時未緊固�,工序間檢查時也未發(fā)�(xiàn)。設(shè)備運行后,它位于中壓互感器的交變電磁場中,在交變電磁場的作用下不斷振�、轉(zhuǎn)動和向下移位,以至于脫落,造成中間互感器一次繞組短�。所幸的�,在這次對繼電保護自動裝置檢驗中,發(fā)�(xiàn)了這個問題,并及時進行了更�,防止了更為嚴重的設(shè)備事故發(fā)生�

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