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电抗器保护用避雷器故障分析
发布者: 发布时间:2011-3-8 阅读:175

摘要:简述了CVT补偿电抗器保护用避雷器故障的情况,对其损坏原因进行了分析,认为是由于测量CVT介损时该避雷器分压过高造成的,并由此提出了CVT试验方法的合理选择。

关键词:CVT;避雷器;故障;补偿电抗器;试验

在预试工作中,发现很多补偿电抗器CVT保护用避雷器严重损坏,现将避雷器损坏的原因及危害进行分析,制定整改措施,保障CVT的安全运行。

1故障情况

220kV变电站进行220kVII母线CVT预试时,试验人员(用2500V摇表)发现A相中间变压器的X端绝缘电阻为零。次日发现另一座变电站的220kV母线CVT预试时三相中间变压器的X端绝缘电阻A﹑B两相为零,C相只有1MΩ。

CVT的内部接线如图1所示,等效电路如图2所示。


图1 CVT内部接线      图2 CVT等效电路
L—补偿电抗器 MOA—避雷器 J—载波装置 T—中间变压器 Z—阻尼器

由CVT的接线图,可以看出避雷器末端直接接地,测量X端绝缘电阻时,解开X端接地,如果避雷器损坏,电流可以通过避雷器入地,因此初步认定是避雷器击穿造成的,随后厂家技术人员认可了这一判断,并对该避雷器进行了更换;同时避雷器尾端从内部直接接地改成并联至X端,在外部接地。

2原因分析

经了解,该避雷器是作为抑制CVT内部铁磁谐振而采取的一种保护措施。与避雷器并联的补偿电抗器具有线性的阻抗。当CVT正常运行时,该电抗器上的压降会随着二次负荷的大小不同有所变化,但一般不超过700V。如果发生了铁磁谐振,中间变压器铁芯饱和,流过中间变压器一次绕组和补偿电抗器的电流会迅速增加,使电抗器上的压降超过避雷器的动作电压,避雷器导通,将电抗器切除,改变回路参数,达到消除铁磁谐振的目的。

分析避雷器损坏的原因,有以下三种。

由于CVT运行时多次发生铁磁谐振,造成补偿电抗器两端电压升高,使避雷器承受较高的电压,造成该保护避雷器损坏。然而如果是铁磁谐振造成的,一组三相同时发生谐振的几率很小。
测量中间变压器一次绕组绝缘电阻时,将二次绕组开路,X端打开不接地,而避雷器的尾端在油箱内部有效接地。其等效示意图如图3所示。

图3 试验时CVT等效示意图

采用2500V摇表在X端加压测量时,在X端加直流电压2500V,由于电抗器为感性,保护避雷器的首端电压U近似等于2500V。而该金属氧化物避雷器的额定电压仅为800V,测试时可能损坏该保护避雷器。于是,对相同型号的完好避雷器进行了测试,具体测试数据如表1所示。

从上述试验结果可以看出,用摇表是不会对避雷器造成损害的。这是因为,虽然2500V摇表的电压,已经足以让避雷器处于导通状态,但其输出电流非常有限,只有2mA,不能积累足够的能量使阀片击穿。
做测量分压电容的介损和电容量试验时。做预试时常采用常规法和自激法测量分压电容的电容量和介损,以下分别分析不同接线试验方法对避雷器的影响。

常规法测量,即测量C1和C2串联后的电容和介损,采用正接线,在U端加压10kV,δ端取信号(近似于接地),将二次绕组开路,X端打开不接地,而避雷器的尾端接地,如图3所示。

当U端加压10kV,C1和C2串联,U端电压Ua≈C1U/(C1+C2)≈3kV。中间变压器二次开路,电抗器的尾端X悬空不接地,已知避雷器的阻抗较大;所以中间变压器的一次绕组可以近似于短路,电压基本上全部加在避雷器上。其等效电路图如图4所示。


图4 试验时避雷器等效电路图

图中:电压U'为A端电压,大约为3 kV;ZX为中间变压器二次开路时的一次绕组的等效阻抗,阻值小;Z为避雷器的等效阻抗,阻值较大。

因一次绕组的空载阻抗ZX和U一定值,介损试验时避雷器首端L电压由避雷器的阻抗Z决定,当Z→∞时,UL=U≈3kV。使避雷器承受接近3kV的工频电压,对保护避雷器具有很大的破坏作用。

采用自激法测量。采用自激法测量分压电容C1和C2的介损和电容量时,在辅助绕组dadn施加电压,利用中间变压器的电磁感应,在中间变一次侧感应出3kV的高压,此电压就是施加在分压电容C1和C2上的试验电压,而此时X端是接地的,与CVT运行时的接线方式一致。补偿电抗器保护用避雷器的损坏原因有两个:一是CVT结构上的原因,试验时避雷器始终在回路中,因而多次承受试验高压,导致击穿;二是试验采用常规法接线使得避雷器承受高压。建议加强厂家与试验人员沟通,生产的设备要满足现场试验的需要,同时在做CVT试验前,试验人员要认真分析设备结构,对不同试验接线进行验算,使得试验安全高效。

 
 
 
 

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