浅谈无功补偿电流互感器介损超标原因分析及处理

　　[摘 要]由于ZHSFPZB-114450/330型调压整流变压器未设计专用补偿绕组，无功补偿装置是直接通过调压变压器绕组抽头接入系统进行无功补偿。因此，当无功补偿装置出现任何故障时，都将直接对整流变压器本体造成直接的冲击，严重时甚至引起变压器严重损坏事故，造成重大损失。同时也会威胁到330kV系统的安全稳定运行和公司电解铝生产的安全。而我公司变电站无功补偿装置设计为户外安装，由于现场属于高海拔地区，昼夜温差大，环境污秽等级高，这些都对电气设备的长期安全稳定运行造成一定影响，同时也对我们在提高设备状况掌控，进行状态检修，事故预控等方面提出了更高要求。 

　　[关键词]介质损耗 绝缘电阻 受潮 膨胀器 

　　某铝电股份有限公司二期150kt/a电解铝项目中，设计安装了ZHSFPZB-114450/330型超高压调压整流变压器作为电解铝生产的整流电源，针对铝电解整流负荷生产时将产生大量的高次谐波注入电网引起系统电压波形畸变，同时其功率因数较低的特点，在330kV整流变电所装设电容补偿与谐波滤波装置（以下简称无功补偿装置），一方面滤除谐波电流，另一方面补偿无功功率，提高整流机组功率因数。无功补偿装置由电抗器、电容器、及电流互感器等组成，通过ZHSFPZB-114450/330型调压整流变压器调压绕组抽头直接接入系统，完成无功补偿及谐波滤波功能。 

　　一、发现电流互感器介质损耗超标 

　　330kV整流变电所装设的无功补偿装置，一方面滤除谐波电流，另一方面补偿无功功率，提高整流机组功率因数。2010年6月2日，对#1无功补偿装置预防性试验时发现无功补偿电流互感器介质损耗严重超标，绝缘电阻值也明显下降，与2007年试验数据值相比，变化率非常明显，介质损耗值最高达14.02%，不合格率达100%，其试验数值见表格一所示。 

　　二、查找、分析电流互感器介质损耗超标原因 

　　为了查找电流互感器介质损耗超标的原因，试验专业人员分别采用了以下查找方法： 

　　1、分别使用AI-6000抗干扰介损测试仪、M-8000抗干扰介损测试仪和M-2000抗干扰介损测试仪进行测试，以排除试验仪器的影响； 

　　2、由于变电所是330KV系统，周围电场、磁场干扰严重，我专业对被试设备和试验仪器加装屏蔽罩排除外界电场、磁场干扰的影响； 

　　3、分别采用正接线、反接线的试验方法和晴朗干燥的天气进行测试，以排除试验方法和天气因素的影响。 

　　采取上述措施后所得测试数值没有明显变化，证实试验测试数值真实准确，根据上述试验数据初步判断介质损耗超标的原因为电流互感器内部进水受潮所致。为进一步弄清楚电流互感器介损超标的原因，试验专业在检修专业的配合下对电流互感器进行了解体检查，发现电流互感器底部有明显的水珠，目测绝缘油受潮，解体后测量一、二次绕组的绝缘电阻有明显上升，其测试结果见表一（2010.06测试的绝缘电阻）测试数据。对绝缘油进行耐压试验，试验电压值只有21kV，规程规定变压器油的击穿电压应大于30 kV，说明电流互感器绝缘油严重受潮，一、二次绕组进水受潮并不严重。 

　　经分析讨论初步判断为电流互感器整体性进水受潮，但绕组本身受潮并不严重，为电流互感器缺陷处理提供了可靠的依据。 

　　三、确定电流互感器绕组受潮情况 

　　为了验证电流互感器介质损耗超标是进水受潮所致，检修专业将电流互感器解体后放入烤箱进行烘干，烘干一天后测量电流互感器一、二绕组的绝缘电阻均有所下降，说明绕组受潮在高温下水份扩散进入绕组，造成绝缘降低，烘干72小时后测试电流互感器一、二次绕组绝缘电阻数值明显上升、介质损耗数值明显下降，均在合格范围之内，其测量数值见表二，说明绕组本身绝缘受潮彻底解决。 

　　四、电流互感器进水受潮原因分析 

　　通过多次现场勘查，各个部门进行合作并详细分析，最终确定电流互感器绝缘缺陷产生的原因是进水受潮。为什么电流互感器会进水受潮，这也是困扰我们的问题，经过长时间的研究，终于发现电流互感器进水受潮原因是多方面的，以下是我们分析出的结论： 

　　首先，电流互感器受潮的原因是结构和设计上存在一定缺陷，此型号的电流互感器并不是全密封设备，在电流互感器的顶部装有呼吸气道，作为室外产品没有设计膨胀器或呼吸器，电流互感器在热胀冷缩的过程中不可避免的将外界空气中的水份带入电流互感器内部，使电流互感器进水受潮。 

　　其次，电流互感器受潮也受青海西宁的地理环境的影响，由于青海西宁是高海拔地区，气压低，昼夜温差大，电流互感器与外界呼吸量大，今年夏天雨水较多，空气的相对湿度较大，电流互感器在呼吸过程中易吸入较多的潮气，潮气长期积累造成电流互感器受潮。 

　　再次，电流互感器受潮也受到其冬季顶部积雪融化的影响。青海西宁冬季降雪较多，气温最高也在零摄氏度以下，以致互感器顶部大量积雪，无功补偿电流互感器负荷较大易造成电流互感器发热，使顶部积雪少量融化，电流互感器顶部呼吸嘴呼吸过程中，不可避免的将融化的雪水吸入电流互感器内部，长期雪水的浸入，使电流互感器绝缘油中水分增加。 

　　五、解决方法 

　　得出电流互感器进水受潮的原因后，我专业人员采取了行之有效的办法进行处理，具体是先将电流互感器放油解体，然后将一二次绕组及铁芯等放入烘箱内木支架上缓慢将烘箱温度升至75℃，并一直保持在75℃，为便于测量，将电流互感器一二次绕组的抽头引至烘箱外，当二次绕组绝缘电阻大于100 MΩ，一次绕组绝缘电阻大于1000 MΩ，并保持稳定不变时，即可停止烘干。烘干后的电流互感器按照一定的顺序和解体时所做的标记进行回装，并注入试验合格的变压器油，做好各个部位的密封，在厂家的配合下对电流互感器加装金属螺纹膨胀器。 

　　膨胀器是安装在电流互感器或电压互感器上配套使用的一种容积补偿组件，它除了能补偿互感器内变压器油因温度变化而发生的体积变化外，还能使互感器成为全封闭产品，使变压器油与外界隔绝，所以能长期保持变压器油的绝缘强度，不易受潮。 

　　经过烘干及加装金属波纹膨胀器密封后的电流互感器，经过各项试验检验合格后，全部投入运行。2011年8月对所有加装膨胀器后的电流互感器进行预防性试验，各项试验数据均合格，证明其脱潮及密封效果良好， 电流互感器再无受潮迹象，故障隐患得到了彻底解决。 

　　六、应用情况 

　　通过对某铝电股份有限公司变电站#1无功补偿装置LCW1-35型电流互感器介损超标原因分析及处理，及时应用于#2-4无功补偿装置电流互感器，确保公司330kV系统及电解铝生产的安全稳定运行。处理后#2-4无功补偿电流互感器的试验数据合格，运行稳定。 

　　在无功补偿电流互感器介损超标原因分析及处理过程中，积累了大量现场实际试验、检修经验，掌握了电流互感器受潮有效的分析判断方法，从预试周期、数据分析、原因查找、分析判断及处理方案等各方面形成了自己的工作程序。可以将这些技术经验应用于东柳变电所无功补偿装置的电流互感器维护中，也可以应用于某铝电其它部门同类设备的维护中。 

　　七、结论 

　　通过对无功补偿电流互感器进行的预防性试验、数据分析、故障判断、原因确定以及处理方案实施的过程，我们总结了一下经验： 

　　（1）对电气设备的运行维护，应根据设备的安装状况、环境影响、运行经验等等现场实际情况，结合相关规程，制定符合实际现状的检修试验方案，并根据设备状况调整试验周期，从而实现对设备的实时掌控，对安全隐患进行预先控制排除。 

　　（2）对电气设备检修试验中发现的任何疑点，应及时进行全面分析，确定原因，防止隐患不能及时发现排除，而造成的严重后果。 

　　（3） 对设备发生的问题，应全面进行分析，结合现场实际合理的进行有效处理，并制定切实可行的防范措施，保证电气系统的安全稳定运行。