倒置式电流互感器运行状况分析及提高安全运行性能的建议

1、运行维护 倒置式电流互感器运行状况分析及 提高安全运行性能的建议王世阁(辽宁省电力有限公司,辽宁 沈阳 110006摘要 :分析了倒置式电流互感器的故障实例 , 并从运行维护和生产制造两个方面提出一些建议 。关键词 :倒置式电流互感器 ; 事故 ; 运行中图分类号 :TM406文献标识码 :B 文章编号 :1001-8425(2009 09-0064-05 Operation Analysis of Inverted Current Transformer and Sugges -tion to Improve Operational SafetyWANG Shi-ge(Liaoning El

2、ectric Power Co., Ltd. , Shenyang 110006, China Abstract :The fault examples of inverted current transformer are analyzed. The sugges -tions in operation maintenance and manufacture are presented.Key words :Inverted current transformer ; Fault ; Operation1引言近些年 , 常规油浸正立式电流互感器出现了一 些问题 , 此类互感器还存在如制造时材

3、料及绝缘油 的消耗量较大 、 成本较高等缺点 。 随着电力系统容量 的不断增大 , 该类型互感器满足系统热稳定性要求 也有一定困难 。 因此 , 倒置式电流互感器进入电网运 行的数量越来越多 。油浸倒置式电流互感器有一定的优越性 , 如 :绝 缘油量和材料量消耗较小 , 成本较低 ; 一次导体短 , 动热稳定性较好 ; 头部采用焊接结构 , 减少了密封 面 ; 二次绕组置于铁心罩壳内 , 一次绕组从中穿过 , 其漏抗较小 ; 主绝缘包在二次绕组上 , 一次绕组通过 大电流时 , 有利散热 ; 通过改变一次绕组连接可得到 三种电流比等 。 但对该类互感器的制造工艺要求较 高 , 手工包扎绝缘的分

4、散性较大 , 材料的选用也更严 格 , 运行中油位的控制更需谨慎 、 严格 , 对运输稳定 性要求更高等 。本文中笔者对电流互感器运行状况进行了简要 分析 , 其中也列举了一些倒置式电流互感器的故障 情况 , 并提出了一些建议 。 目的在于提高制造质量 , , 的发生 。2互感器运行状况分析截止到 2007年末 , 国网公司系统拥有 66kV 及 以上电流互感器 209125台 , 其中油浸式电流互感器 约占 3/4, GIS 型电流互感器占 13.45%, 其余为气体和 干式电流互感器 。 电流互感器拥有量如表 1所示 。在油浸式电流互感器中 , 500kV 和 220kV 互感 表 1国网

5、公司系统电流互感器拥有量表电压等级/kV油浸式 气体式 干式 GIS 型 合计 7500001212 5002984294820115617694 33050765003961553 220411855333167708953774 110967408794483116942127307 66156935178636194289131209125所占比率/%75.048.542.9613.45100 Table 1Quantity of current transformers in State Grid system2009年 9月 TRANSFORMER September 2009王世阁

6、:倒置式电流互感器运行状况分析及提高安全运行性能的建议第 9期 式结构 。国网公司 2000年至 2007年对系统内互感器事 故的统计情况如表 2所示 。 由表 2可知 , 2000年至 2008年共发生电流互 感器事故 53台次 , 其中 500kV 互感器为 23台次 , 占总台次的 43.4%; 220kV 互感器为 21台次 , 占总 台次的 39.6%; 110kV 互感器为 9台次 , 占总台次的17%。 可见 500kV 电流互感器的事故率是最高的 , 220kV 次之 。 500kV 电流互感器的事故近 3/4发生在气体互感器上 。油浸式电流互感器事故 26台次 , 其中绝大多

7、数 事故发生在正立式互感器上 。 气体绝缘互感器事故 为 26台次 , 其中 500kV 为 17台次 , 占总事故次数 的 65.4%, 220kV 为 7台 次 , 占 总 事 故 次 数 的26.9%, 110kV 为 2台次 。 在所发生的事故中 , 互感器 瓷套或储油柜发生爆炸或着火的约占 56%, 说明事故造成的危害是巨大的 , 后果也很严重 。3倒置式电流互感器事故实例及分析3.1故障实例【 实例 1】 2006年 11月 21日 , 220kV 某变电站 四源线 B 相电流互感器 (型号为 LVB-220W2, 在现 场进行绝缘油更换后投入运行 。 运行 3天后 , 发生互 感

8、器主绝缘高压屏与地屏间绝缘击穿 , 油大量 、 迅速 分解 , 内部压力增加 , 膨胀器爆炸起火 。 分析原因为 :现场进行绝缘油更换时 , 未能满足换油的工艺要求 , 加之制造本身可能存在的缺陷 , 引发了事故的发生 。【 实例 2】 2007年 6月 28日 , 110kV 某变电站 725线路 B 相电流互感器 (型号为 LVB-110, 2007年 5月生产 , 6月投入运行 , 在送电过程中发现有明显, 等电位连接片接触不良 。【 实例 3】 2008年辽宁省某 220kV 变电站 66kV 倒立式电流互感器 (型号为 LVB-66W H 2含量偏 高 , 其中曾经运行过的互感器中

9、, 有 7台 H 2大于 10000L/L。 局放试验加压到 30kV 时 , 放电量就全部大于 10000pC 。 对其中 2台进行了抽真空脱气处理 , H 2含 量 由 原 来 的 24619L/L和 2798L/L, 降 低到 1890L/L和 735L/L, 局部放电量试验加压 至 72.5kV 时为 5000pC 8000pC 。 说明这批互感器 局部放电量与内部产生的气体有关 。 经返厂检查 :部 分互感器的支柱电容屏有开裂现象 , 开裂的电容屏 在运行中发生局部放电 , 导致 H 2的不断增长 。 电容 屏开裂情况如图 1所示 。 电容屏开裂是由于该变电 站为新建变电站 , 站外

10、约 700m 的道路严重凹凸不 平 , 倒立式互感器直立运输 、 重心高 , 经过这段道路 时 , 发生严重摇摆和颠簸 , 造成部分互感器立柱部分 电容屏在中部发生局部裂纹 。【 实例 4】 2008年 9月 22日 , 辽宁某 220kV 变 电 站 秋 检 时 , 发 现 其 中 的 B 相 互 感 器 C 2H 2达 到153L/L(注意值为 1L/L, 为防止互感器发生事 故 , 由厂家提供了一台相同型号的产品 , 于 9月 23日将 B 相电流互感器进行了更换 。 在工厂对该互感 器进行了解体检查分析 :发现部分主绝缘电容屏没 有发生击穿 、 放电现象 。在解体二次引线管绝缘时 ,

11、发现由外向内第一 个电容屏在距离底部 1600mm 处铝箔有裂纹 , 但没 有完全断开 (见图 2; 第二层电容屏 , 在相同位置电 容屏整个圆周完全断裂约 10mm , 且在电容屏断裂 处有放电痕迹 (见图 3。 在相同位置 , 第三层 、 第四 层及第五层均有同样断裂和放电痕迹 (见图 4。事故是由于引线管 、 电容屏和绝缘纸的膨胀系 数不同 , 在干燥过程中产生的应力 , 造成电容屏开 裂 ; 在工厂内或运输中 , 吊装和运输中的急停和加 速 , 使电容屏受到轴向冲击力的作用 , 导致电容屏和 绝缘层产生断裂 。5年 2743, 表 2国网公司系统电流互感器事故情况统计表Table 2S

12、tatistic list of current transformer faultsin State Grid system电压 500kV (330kV 220kV 110kV (66kV 类型油浸气体油浸气体油浸气体干式2000311120020010341100200202200102003020000020040221000200527230102006101(倒立 1101200700202(倒立 00合计617147621图 1电容屏开裂情况Fig.1Gracked capacitance shield65第 46 卷图 2第一层电容屏断裂情况Fig.2The fist laye

13、r of broken capacitance shield图 3第二层电容屏断裂情况Fig.3The second layer of broken capacitance shield图 4第三层至第五层断裂情况Fig.4The third to the fifth layers of brokencapacitance shields图 5互感器事故着火情况 图 6电弧烧伤情况Fig.6Arc burning loss图 7导电杆碳化情况Fig.7Carbonized conductive rod图 8主绝缘层严重烧伤情况 Fig.8Burning loss of main insulat

14、ion layer图 9屏蔽罩表面放电痕迹66王世阁:倒置式电流互感器运行状况分析及提高安全运行性能的建议 第 9期原因分析 :根据该台互感器在工厂内绝缘处理 及注油 、 静放过程 , 工艺时间严重不足 , 互感器存在 绝缘干燥不彻底 、 静放时间不足等问题 , 该互感器在 投运 80多个小时过程中 , 由气泡等造成场强畸变 , 在绝缘薄弱处的局部放电逐步发展 , 过热产生油分 解气体 , 使膨胀器逐步涨开 , 最终导致一次导杆对二 次绕组屏蔽罩的主绝缘击穿事故 。由于事故发生在互感器的一次端子 P1侧对二 次绕组屏蔽罩放电 , 故障电流未通过该互感器的 P2端子 , 故本侧保护不动作 。【

15、实例 6】 2008年 11月 30日 , 某 500kV 变电站 运行人员巡视检查发现 :1号主变压器 220kV B 相 电流互感器 (型号为 IOSK245G2 金属膨 胀 器 发 生 严重变形 , 头部金属罩顶起 , 经请示立即退出运行 。 互 感 器 返 厂 后 , 取 油 进 行 色 谱 分 析 :H 2为 33254L/L; C 2H 2为 5.6L/L; 总烃为 2037.7L/L; 油介损为 0.79%; 含水量为 6.2L/L。 据此分析认为 :互感器内部存在过热及放电性故障 。解体检查 :切开头部储油柜 , 器身表面未发现明 显放电痕迹 , 但绝缘存在多处明显可见皱褶 ,

16、 其深度 约占绝缘总厚度的 1/3。 据了解 , 该互感器在真空干 燥处理中 , 曾发生停电 17h 的情况 , 互感器的真空系 统存在泄漏点 , 即互感器不能维持负压 , 大量潮湿空 气使器身绝缘表面受潮 , 再次干燥时 , 绝缘部分形成 皱褶 。故障原因分析 :互感器中存在大量皱褶 , 改变了 均匀的场强分布 , 在运行电压下 , 局部高场强区产生 油间隙局部放电并产生过热使绝缘油分解 , 互感器 内部压力增大 , 造成金属膨胀器涨开 。【 实例 7】 2008年 12月 21日 14时 08分 , 辽宁 省 500kV 变电站后台机报警 , 金石乙线 、 金华乙线 、 220kV 、 母

17、联 、 220kV 、 分段开关跳闸 , 表计 指示为零 , 220kV 母线失压 。 后台机显示 :金石乙 线两磁纵联保护动作 、 220kV 、 母线 2号母差保 护动作 。值班员现场检查发现 :220kV 金石乙线电流互 感器 A 相 (IOSK245型 瓷套炸裂 , 冒烟着火 , 爆炸 情况见图 10。根据现场检查和出厂 、 交接相关试验数据分析 , 本次故障是二次屏蔽罩和一次之间的主绝缘击穿 。 互感器主绝缘击穿损坏情况见图 11。交接试验介损较出厂试验值有明显的增加 , 本 次故障是制造工艺控制不良引起的 。 可能是主绝缘 真空干燥 、 浸油不充分或互感器密封不严 , 造成器身 【

18、 实例 8】 2008年 12月 21日 21时 32分和 22时 55分 , 某电厂 2号电流互感器在正常运行中 , 相 继发生主绝缘击穿 、 瓷套和储油柜爆炸事故 , 造成 2台 667MVA 发电机组停运 , 周边设备受波及 , 另有 5台电流互感器不同程度的受损 。 互感器爆炸着火情 况见图 12。在生产厂家对 4台互感器进行局部放电 、 耐压 、 介质损失等项试验和油色谱分析 , 结果正常 。 经对互感器进行解剖检查发现 :顶部手包绝缘 工艺不良 , 电容屏两侧有皱褶 、 头部与二次引线管三 角接合部绝缘包扎存在缺陷 , 有的电容屏有放电 、 接 近击穿 , 在解体的 3台互感器中 , 有 2台发现明显绝 缘缺陷 。 主绝缘放电情况见图 13。图 10互感器发生爆炸着火 ( Fig.10