自激法在500kV电容式电压互感器高压试验中的应用

胡 顺 立 梓 辰 王 子 健

（国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司）

0 引言

电容式电压互感器（CVT）是重要的一次设备，由于具有体积小、绝缘强度高、可以兼具耦合电容或载波通信等特点，广泛应用于110kV及以上电力系统中［1-3］。从安装结构上分，CVT有分装式和叠装式两种。而叠装式CVT，根据中间变压器的端子不同，又分为有分压抽头和无分压抽头两种。测量CVT主绝缘的介质损耗因数并配合电容量的变化，可以灵敏地反映CVT内部绝缘受潮、劣化变质等分布性缺陷［4］。对于有分压抽头CVT，用常规正接线和反接线试验方法即可测量其电容和介损，试验比较方便，而对于无分压抽头CVT，由于下节电容为相连的整体，不能分开，在现场试验时无法用常规试验方法准确测量其电容量和介损值，给现场试验带来较大困难。而我国目前使用较多的正是无分压抽头CVT，因此有必要探讨一种可行且有效的试验方法测量其下节电容量和介损值，供广大试验人员使用，自激法便是其中行之有效的方法，本文将对这一问题进行探讨。

1 有分压抽头CVT常规试验方法

在现场试验时，有拆除一次引线和不拆一次引线两种试验办法，由于试验设备电压等级高，拆除一次引线工作量大，且往往需要使用斗臂车等特种车辆，给现场试验带来极大不便，也增加了现场安全管控的难度，因此本文介绍使用济南泛华AⅠ-6000E型数字介损仪，常用的不拆一次引线测量CVT各节电容量和介损值的试验方法。

1.1 测量上节C13

设备停电后，CVT高压引线通过接地刀闸接地，因此可用反接法测量。在C13下端接电桥高压线，为消除下节电容的影响，在C12下端接屏蔽线，试验接线如图1所示。

图1 测量C13电容及介损接线图

1.2 测量中节C12

由于该节电容首末两端悬空且无接地，因而采用正接法测量。在C12上端接电桥高压线，在C12下端接测量线，试验接线如图2所示。

图2 测量C12电容及介损接线图

1.3 测量下节C11及C2

测量C11电容及介损时，将中压接地开关由“运行”位置切换至“试验”位置，即将C11下端通过接地开关接地，此时可采用反接法测量。在C11上端接电桥高压线，为消除上节电容C13、C12的影响，在C12上端接屏蔽线，试验接线如图3所示。

图3 测量C11电容及介损接线图

测量C2电容及介损时，保持中压接地开关在“试验”位置，C2上端通过中压接地开关接地，因而采用反接法测量。拆开C2下端“N”端子，使其不接地，在“N”端接电桥高压线。由于“N”端绝缘水平为4kV［5-6］，所以在“N”端加压时一般不超过3kV，试验接线如图4所示。

图4 测量C2电容及介损接线图

2 无分压抽头CVT试验方法

2.1 存在的问题

对于无分压抽头CVT，上节C13、中节C12的电容量和介损值测量方法同前述有分压抽头CVT试验方法一致，而对于下节C11、C2的测量则无法用常规正接线、反接线方法。由于无分压抽头，C11与C2为内部相连的整体，只能测量C11与C2相串联的总电容量及介损值。

试验采用正接法，其接线方法如图5所示。在C11上端接电桥高压线，拆开C2下端“N”端子接测量线，保持X端子接地。

图5 整体测量C11与C2电容及介损接线图

设C11与C2介质损耗因数分别为tаnδ11和tаnδ2，总介损为tаnδ，由于C11与C2串联，可以计算其总介损tаnδ值为：

由上式可知，总介损tаnδ介于两个电容介损tаnδ11和tаnδ2之间，且对于电容量较小的电容，其介损在总介损中所占的比重却更大，由于在实际压变中C2比C11大得多，因此假设C2=9C11，则此时的介质损耗因数为：

显然，测量的总介损主要反映C11的绝缘状况，而对C2则反映不灵敏。在测整体介损时，即使大电容其介损超过标准值，也有可能整体介损测试合格，造成缺陷不能及时有效地发现。因此，需要寻找其他试验方法，能够准确地将C11与C2的电容量及介损值分别测出。

2.2 自激法测量下节C11及C2

针对整体测量CVT下节C11与C2介损中存在的问题，可以采用自激法解决。自激法是在CVT中间变压器的二次侧施加一个电源来测量C11和C2的电容量及介损值的方法。

采用数字介损仪，自激法测量C11、C2的试验接线如图6所示。在C11上端接介损仪测量线，拆开C2下端“N”端子，使其不接地，在“N”端接电桥高压线，保持X端子接地。由于所加试验电压不能超过N端耐压，所以加压一般以1-3kV为宜。

图6 自激法测量C11与C2电容及介损接线图

自激法需在中间变压器二次侧选择合适的自激端子，连接介损仪的低压输出端及接地端。对于二次自激端子的选择，宜选择容量大的二次端子，以使试品所加的电压更高，另外还需考虑可能的谐振过电压，尽量选择有阻尼电阻的二次绕组。由于剩余绕组dа、dn一般为容量较大的端子之一，且一般有阻尼电阻，因而试验中二次自激端子通常选择剩余绕组dа、dn。

试验时，介损仪先测出C11电容和介损，再将C11作为标准电容测量C2。电桥中的电阻很小，故不拆高压引线对测量结果的影响可以忽略［7］。

3 现场试验

表1是使用济南泛华AⅠ-6000E型自动抗干扰精密介损仪对某500kV无分压抽头的电容式电压互感器，用自激法测量下节C11与C2电容量和介损值的试验结果。

表1 自激法与出厂试验数据对比

由表1可知，试验结果中自激法测得的试验值与出厂值相比较，C11介损最大差值为0.015，电容量最大偏差为0.082%；C2介损最大差值为0.014，电容量最大偏差为0.046%。可见，自激法的试验结果与出厂值相近，测得的电容量与介损值均符合规程规定，验证了自激法测量CVT电容和介损的有效性。

4 结束语

对于500kV有分压抽头的CVT，用常规反接线和正接线的试验方法，即可测量出各节电容的介质损耗因数和电容量。而对于无分压抽头的CVT，传统整体测量下节C11及C2电容量和介损值的方法，存在测量结果不能准确反映局部缺陷的问题，而用自激法可有效克服这一问题。现场用自激法试验时需兼顾设备安全与试验测试的准确性，合理选择试验电压和二次自激端子。现场试验结果表明，自激法可实现对C11及C2电容量和介损值的有效测量。