电压互感器绝缘试验技术研究1.docxVIP

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电压互感器绝缘试验技术研究

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摘要:对无中间抽压端子叠装式电容式电压互感器（CVT）分压电容及介损的测量方法进行了探讨，介绍了用变频介损试验的方法及注意事项。对采用自激法进行测量的可行性和必要性进行分析，指出影响自激法测量的主要因素，总结了测量中的有关问题,并就如何提高数据正确程度提出一些建议,并根据现场实际情况进行误差校正分析。现场试验表明,该改进的自激法可消除现场干扰,所得数据完全满足试验要求。

关键词:电容式电压互感器（CVT）;自激法;误差分析;分压电容;介损

1引言

电容式电压互感器(CVT)由于防系统谐振的性能较好,并且可以兼做系统通信用的载波电容,在110kV以上的系统中正在逐步替换原有的线路电磁式电压互感器,成为系统中一种必不可少的设备。目前的电容式电压互感器(CVT)绝大多数为叠装式结构[1]。由于现场试验时叠装式CVT的电容分压器和电磁单元不能分开[2],给现场绝缘测量造成了一定的困难,现场测量时的问题较多。因此,有必要对电容式电压互感器自激法试验方法的适用性和准确性进行探讨,寻求既切实可行又简便的测量方法供广大试验人员使用,本文将对这一问题进行探讨。

2CVT和变频介损仪的基本原理

2.1CVT基本结构及工作原理

图1CVT原理结构图

Fig·1CircuitdiagramofCVT

CVT的原理结构见图1,电磁单元的中间变压器T的中压连线(图中B点)分有、无引出线两大类。T和补偿电抗器L、阻尼电阻Z都组装在低压分压电容器C2下面的油箱内共同组成一基本电容分压器单元(虚线框)；C1为高压电容。

2.2变频介损仪的原理及分类

基于电子及微处理器技术、变频抗干扰技术、数字滤波技术的变频介损仪施加一定频率的电压于试品和标准电容器上,比较二者电流的大小、相位来确定试品电容量和介损。

图2测量CX时的原理图

图2中,R1和R2分别为数字介损电桥机内标准电容回路及被试品回路的采样电阻;CN为标准电容器的等值电容;Rx和Cx分别为被试品的等值电阻和等效电容。将采样电阻的电压与的波形进行分析计算后,即可求得与的相位差δx,同时可以计算被试品的介损系数及的阻性和容性分量。

由图2知:（1）

（2）

由式（1），（2）可知：（3）

（4）

式中j—复数因子,表示电流相位超前电压90°;

f—介损电桥的电源输出频率;

m—被试品电流的电容分量和标准电容回路电流的比例系数。

由图2所示的被试品等效电路可知其介质损耗系数:

3采用自激法测试

数字介损电桥已广泛应用,并对CVT高低压侧均有良好的限压限流特性,可有效避免传统模拟式介损电桥采用自激法可能引起的谐振现象。因此对于C2和C1连为一体,没有中间电压引出端子引出但有中间变压器相连的CVT,规程推荐采用自激法分别测量C2和C1的电容量及其介损的方法是方便可靠的。根据实际情况对测量结果的误差进行校正,所得结果能比较真实的反映它们的实际介损和电容量,因此可准确判断CVT的好坏。自激法是以CVT的中间变压器作为试验变压器,从二次侧施加电压对其进行激磁,在一次侧感应出高压作为电源来测量C1和C2的电容及介损。

3.1测量主电容C1及tanδ1

3.1.1自激法测量C1及tanδ1基本原理

由于B点未引出,试验电压无法直接加到B点,故要用电磁单元升压。用可变频输出的变频介损仪自激法加压,正接法测量,A点接信号端子,加于C1上的电压(即B点电压UB)由δ端子引至标准电容的高压端。自激法测C1的接线图如图3所示。

图3测量C1时的原理图

3.1.2自激法测量C1及tanδ1误差分析

由图3可见电容C2及δ端子绝缘电阻Rδ大小将直接影响测量结果。

(1)、向量图4(a)未计C2及δ端子的影响,此时IN与IC1间夹角即为C1介损角。

(2)、向量图4(b)忽略δ端子的影响(取δ绝缘电阻无穷大),若C2介损较小则:

式中下标p、m分别表示实际值、测量值。可见C2使得C1pC1m,δC1pδC1m,仅当C2CN时影响可略。

(3)、向量图4(c)考虑δ端子影响而忽略tanδC2,此时

其中tanα为流过δ的阻性电流与流过CN的容性电流之比即δ绝缘不良使C1电容、介损测量值偏大。由于C2和δ端对地的泄漏电阻Rδ的存在δ端的电压相位将超前于试验电源相位,标准电容CN的电流也将前移,从而使介损的测量结果增大其增大量为。

(a)理想状态（b）考虑C2（c）考虑Rδ

图4考虑C2,Rδ向量图

3.2测量分压电容C2及tanδ2

图5测量C2时的原理图

自激法测C2的接线如图5所示。由图5可以看出,试验电压通过电磁单元的中压变压器加在B端,由于C1与标准电容CN串联,