电容式电压互感器电容和介损值测量方法讨论

吴苏州

摘  要：以220kV电容式电压互感器为基础，分别对其原理结构进行了简单总结;对上下节电容（电磁）单元电容和介损值得测量进行了详细讨论;对正接法、反接法、自激法各自的优点、缺陷以及适用条件进行了详细介绍，并分别对其误差进行了分析;对各自方法提出了改进措施及建议。

关键词：电容式电压互感器，介损值，正接法，反接法，自激法

0引言

一般商用的电压互感器（PT）主要分为两种：电容式电压互感器（CVT）和电磁感应式电压互感器。电容式电压互感器，由于在抑制系统铁磁谐振方面有着独特的优良性能，以及可以在系统长途通信方面可以当耦合成载波，成为了变电站内一种非常重要的设备，所以目前我国110kV电压等级以上的变电站90%以上放弃老式的电磁式电压互感器而采用电容式电压互感器。本文主要针对电容式电压互感器的电容量及其介损的测量进行了分类讨论。

1  电容式电压互感器的基本原理及其结构介绍

电容式电压互感器由串联电容的分压单元、降压和隔离的电磁单元（含中间变压器和电抗器）和接线端子盒等结构构成。

2  电容和介损测量方法

2.1电容式电压互感器内部接线图

如图1、2中所示：C1电容分压器的高压臂;C11电容分压器高压臂的一部分，上节电容器;C12电容分压器高压臂的一部分，置于下节电容器中;C2电容分压器的低压臂，与C12 组成下节电容器;YH中间变压器;A-CVT顶端;A，-两节电容器的连接法兰;A21-中间变压器一次绕组高压端子与电容分压器的连接点，即中压端子，δ-电容分压器的低压端，通信端子;X-中间变压器一次绕组尾端[2]。下面将据以上各图分别介绍电容量的测量方法。

2.2 C11的测量方法

2.2.1引出A1端子，A端拆线时：

（1）正接法：A，加压，A测量

（2）正接法：A加压，A，测量

（3）反接法：A加压，A，接地

（4）反接屏蔽法： A，加压，A接地，A1高压屏蔽

2.2.2引出A1端子，A端不拆线时：

（1）反接屏蔽法：A，加压，A接地，A1高压屏蔽

2.2.3不引出A1端子，A端拆线时：

（1）正接法：A，加压，A测量

（2）正接法：A加压，A，測量

（3）反接法：A加压，A，接地

2.3 C12的测量方法

2.3.1引出A1端子，A端拆线时：

（1）正接法：A1加压， A，测量，δ，X接地，二次绕组开路，单端接地。

（2）正接法：A，加压 ，A1测量，X 接地，二次绕组短路，δ端子接地或悬空。

（3）反接法：A，加压，A1接地。

（4）自激法：A，，δ接介损仪，X接地，二次绕组开路，单端接地。

2.3.2引出A1端子，A端不拆线时：

（1）正接法：A1加压， A，测量，δ，X接地，二次绕组开路，单端接地。

（2）正接法：A，加压 ，A1测量，X 接地，二次绕组短路，δ端子接地或悬空。

（3）自激法：A，，δ接介损仪，X接地，二次绕组开路，单端接地。

2.3.3不引出A1端子，A端拆线时：

（1）自激法：A，，δ接介损仪，X接地，二次绕组开路，单端接地。

2.3.4不引出A1端子，A端拆线时：

（1）自激法：A，，δ接介损仪，X接地，二次绕组开路，单端接地。

2.4 C2的测量方法

2.4.1引出A1端子，A端拆线或不拆线均可：

（1）正接法：A1加压，δ测量，X接地，二次绕组开路、单端接地或悬空。

（2）正接法：A1加压，δ测量，X悬空，二次绕组开路、单端接地或悬空。

（3）正接法：A1、X短接加压，δ测量，二次绕组开路或短路、接地或悬空。

（4）正接法：δ加压，A1测量，X悬空或接地，二次绕组短路、接地或悬空。

（5）自激法：A，，δ接介损仪，X接地，二次绕组开路，单端接地[3]。

2.4.2不引出A1端子，A端拆线时：

（1）自激法：A，，δ接介损仪，X接地，二次绕组开路，单端接地。

2.5下节电容器（C2+C12）的测量方法

2.5.1引出A1端子，A端拆线或不拆线均可：

（1）正接法：A，加压，δ测量，X悬空，二次绕组短路（悬空或接地）;

（2）正接法：A，加压，δ接地，X悬空，二次绕组短路（悬空或接地）;

（3）利用自激法分别测量C2，C12后，然后通过计算可得到下节电容器的值。

3  测量方法及误差分析

3.1对上节电容C11的测量

由图 2可以看出，当测量上节电容单元内各节电容的电容及介损值时，对于处于检修状态并已拆除高压引线的电容式电压互感器来说，采用正接法测量上节电容的电容及介损值是一种简单有效的方法，从原理图上也可看出，没有过多的干扰因素，测量结果真实度比较高。目前这种方法已经得到普遍广泛的应用。但是，实际操作中只有在实验室可以方便地采取正接法，而在实际变电站运行工作中，拆除运行中的电容式电压互感器的高压引线往往需要巨大的人力、物力、财力，并且势必会增加对其他相邻带电间隔的防护措施，这给检修工作带来了不可估量的工作内容，所以我们一般采用反接法来测量实际的电容式电压互感器的上节电容C11。

反接法无需拆除上端高压引线，而是将高压引线接地，此时在中间法兰A，处加压，将δ点和中间变压器的末端X连接后并接地，并将此点作为屏蔽点，连接介损仪的反接屏蔽线 ，此法可以避免中间变压器自身内阻和下节电容的影响，防止中间变压器进行分流，造成介损值tanδ偏离实际值。所以反接线屏蔽法取得的结果一般真实可信，基本不影响实际项目工作所需要的精度，现场测量一般更偏向于选用此法。

3.2对下节电容C2和C12的测量

由于目前变电站具体的CVT设备中，采用的都是从中间变压器末端引出，而没有采用上下节电容单元分装引出的结构，所以实际工作中的难点在于测量C2和C12和具体电容大小以及介损值。

由上面所述，可以采用正接法或者反接法测量下节电容C2和C12，但无论哪种方法，都不能具体测出C2和C12的分别值，测出来的而是C2和C12的串联值大小。

为了测出下节电容C2和C12各自电容值和介损值得大小，也为避免中间电压器内部阻抗的的干扰，实际测量下节电容C2和C12应采用自激法。

自激法是以电容式电压互感器的中间变压器作为励磁变压器，从它的二次绕组施加电压对其进行加压，在其一次绕组感应出的高压作为测量下节电容及介损值的电压，如图7所示，测量C2的电容量及介损值，Cn与中间法兰处A，连接，将中间变压器一次绕组末端与电桥Cx相连接，从二次绕组进行加压[4]，利用泛华AI-6000介损仪即可测量出C2的电容量及介损值得大小。同理亦可以测出C12的电容量及介损值。

利用自激法测量下节电容C12时，下节单元中各元件端子上的杂散电压会影响δ端的电压大小和相位变化，带来不必要的干扰，从而影响最终结果的精确度，与实际存在值之间有着比较大的误差。除此之外，由于下节电容C2及其末端存在对地电阻，C2末端的电压相位超前所加电压源相位，标准电容Cn的电流相位也将前移，使得介损量测量值偏大。

4结束语

（1）筆者通过220kV电容式电压互感器，对电容式电压互感器的电容量和介损值的实际测量进行了分类和总结，得出一些自己的看法和见解，对今后工作中类似问题有了一定的参考和借鉴。

（2）对上节电容单元测量电容量和介损值时，正接法和反接法得出的结果比较真实;用正接法测量下节电容单元时，容易产生比实际数据小的结果;用反接法测量下节电容单元时，测量出的电容和介损值较大。

（3）用自激法测量下节电容单元时，电容和介损值相对误差较小，但δ端的电压幅值和相位容易受到干扰，以及中间变压器末端对地电阻使得介损测量值高于实际正常值[5]。

参考文献

[1]  王蕾云等，电容式电压互感器介损现场测量方法及误差分析，电力电容器与无功补偿.

[2] 刘辉，电容式电压互感器电容量和介损试验方法的探讨，变压器.

[3]林育锦，电容式电压互感器介损现场测试方法浅析，电力电容器与无功补偿.

[4]常美生，电容式电压互感器电容和介损试验的分析，电力学报.

[5] 杨殿生，电容式电压互感器介损测试分析，电力电容器与无功补偿.