TV（電壓互感器）將電力系統一次的高電壓轉換成與其成比例的低電壓，輸入到繼電保護、自動(dòng)裝置和測量?jì)x表中，是電網(wǎng)正常運行、監視、計量、保護和控制等系統中不可缺少的主設備之一。CVT（電容式電壓互感器）是由電容分壓器和電磁單元組成的具有獨特結構的電氣設備。由于它兼顧了TV和電力線(xiàn)路載波耦合裝置中的耦合電容器兩種設備的功能，因此近幾年在電力系統中得到了廣泛應用。但是目前對于CVT的二次內部過(guò)電壓沒(méi)有很好的保護措施。華意電力通過(guò)分析500 kV CVT分壓電容短路故障引起二次系統過(guò)電壓并導致保護電壓繼電器損壞事件，分析計算二次過(guò)電壓倍數，并提出預防措施。

1 事故簡(jiǎn)介

2016年1月25日，某500 kV變電站線(xiàn)路B相避雷器升高座底部進(jìn)水結冰被撐裂導致避雷器墜落，墜落過(guò)程中避雷器整體壓向B相TV致瓷瓶損壞，現場(chǎng)對線(xiàn)路B相TV進(jìn)行更換。B相TV更換完畢進(jìn)行送電檢查時(shí)，運行人員發(fā)現線(xiàn)路2套分相電流差動(dòng)REL561保護閉鎖光字亮，進(jìn)一步檢查發(fā)現2套保護電壓回路繼電器RXBA4的B相告警燈亮，保護已閉鎖。經(jīng)過(guò)現場(chǎng)檢查、調取波形分析后，發(fā)現避雷器墜落過(guò)程中砸壞了B相TV從而導致二次側出現了過(guò)電壓并燒壞了電壓繼電器。

2 事故分析

2.1 CVT一次結構分析

目前500 kV TV絕大多數為電容式，CVT主要由電容分壓器和電磁單元組成，一般采用三節電容分壓。CVT是由電容分壓器抽取電壓，再經(jīng)變壓器變壓得到標準二次電壓，提供給保護、測量、計量、控制等儀表裝置使用。電容分壓器由瓷套和裝在其中的若干串聯(lián)電容元件組成，500 kV TV在外形上由3節瓷套組成，簡(jiǎn)化結構如圖1所示，C1和C2分別在上、中兩節瓷套中，C3在下節瓷套中并由法蘭和電磁部分連接在一起[3]。考慮進(jìn)行過(guò)B相TV更換工作，進(jìn)一步檢查現場(chǎng)CVT回路，測得電壓數值、極性都正確，只是3U0數值為1.35 V有些偏高，但考慮到B相更換的CVT型號及廠(chǎng)家與原A和C兩相CVT不一致，可能導致性能上的差異，故首先排除CVT本體問(wèn)題。

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圖1 CVT結構簡(jiǎn)圖

2.2 二次檢查及錄波分析

? ? ?進(jìn)一步檢查線(xiàn)路2套差動(dòng)保護屏，確認2套保護電壓回路斷線(xiàn)繼電器2組電壓比較回路壓差正常，差值較小，不足以使繼電器動(dòng)作。從站內故障錄波器上手動(dòng)錄波檢查電壓回路，電壓極性變比也正常，未見(jiàn)諧波分量的影響。綜合以上分析，CVT接線(xiàn)沒(méi)有異常，考慮到避雷器倒塌時(shí)線(xiàn)路并未跳閘，事故當時(shí)電壓可能有異常波動(dòng)，通過(guò)調取事故當時(shí)的錄波文件，發(fā)現B相電壓有1段較長(cháng)的波動(dòng)，B相異常電壓二次感應電壓峰值為123.2 V，約為B相正常電壓峰值的1.5倍，持續時(shí)間在2 s左右，如圖2所示。由于REL561是國外進(jìn)口的老保護，加之投運已久老化的原因，考慮其可能不滿(mǎn)足DL/T 478-2013《繼電保護和安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》中4.6.1過(guò)載能力要求：“對于中性點(diǎn)直接接地系統的裝置，2倍額定電壓允許10 s”。懷疑可能已對繼電器造成損壞。進(jìn)一步用儀器檢查2只RXBA4繼電器B相回路，確認繼電器均已損壞。經(jīng)更換合格備品后再次送電成功，保護告警復歸，線(xiàn)路3U0降為1.05 V，電壓各項指標均正常。

2.3 過(guò)電壓計算

???? 結合現場(chǎng)情況，避雷器底座倒塌時(shí)連線(xiàn)及本體倒向B相TV，避雷器在傾倒過(guò)程中，外殼與TV第一、第二節之間的金屬連接部分發(fā)生碰撞并短路，短路持續時(shí)間大概300 ms，2 s后又撞擊1次，之后連線(xiàn)扯斷。現場(chǎng)情況如圖3所示，懷疑二次過(guò)電壓是由避雷器倒塌砸中CVT第一、第二節間的金屬連接部分致使第一節電容被短路所引起的。

圖2 故障錄波

圖3 避雷器倒塌現場(chǎng)照片

假設故障前二次電壓有效值U，一次側額定電壓UN，CVT變比為N，電壓互感器總電容C總，上節瓷套兩端電壓U1，中節瓷套兩端電壓U2，下節瓷套兩端電壓U3，上節瓷套總電容C1，中節瓷套總電容C2，下節瓷套總電容C3。

那么C總=C/3，U3=UN/3，

則二次測量電壓U=U3/N=UN/（3N），

設故障后二次電壓有效值變?yōu)?/span>U′，

根據現場(chǎng)故障錄波圖，B相正常電壓峰值為57.7*√2=81.6V。B相異常電壓二次感應電壓峰值為123.2 V。故障B相電壓≈1.5倍故障前電壓，與計算分析一致，故可確定CVT二次過(guò)電壓是由避雷器倒塌砸中CVT第一、第二節間的金屬連接部分致使第一節電容被短路所引起的。

3 結語(yǔ)

????以上分析了一起500 kV CVT因一次側電容短路導致二次側過(guò)電壓并損壞保護電壓繼電器的事故，通過(guò)分析CVT一次結構計算了二次側過(guò)電壓倍數，計算結果與現場(chǎng)情況一致。因REL561線(xiàn)路保護投運已久，不符合最新的《繼電保護和安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》要求，建議對其進(jìn)行技術(shù)改造。另外，在對繼電保護裝置進(jìn)行入網(wǎng)檢測時(shí)需嚴格把關(guān)，保護電網(wǎng)安全穩定運行。

為分析CVT的類(lèi)似故障提供了一種可行的判斷辦法，以此提供有效的保護措施，有助于電力系統安全穩定運行。

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