220 kV電容式電壓互感器介損超標(biāo)原因分析

司紅代，黃福存，鐘雅風(fēng)，羅 斌

(1．沈陽(yáng)工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110136;2．遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006)

電容式電壓互感器在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，是電力系統(tǒng)重要的一次設(shè)備。在電容式電壓互感器絕緣試驗(yàn)中，tanδ的測(cè)量是一項(xiàng)基本測(cè)試項(xiàng)目。可以檢驗(yàn)電容式電壓互感器絕緣部分是否受潮及電容元件有無(wú)擊穿等。規(guī)程對(duì)其分壓電容的變化量及介質(zhì)損失角正切tanδ均作了嚴(yán)格的規(guī)定，電容量發(fā)生變化或tanδ升高將引發(fā)電容式電壓互感器爆炸事故。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員在500 kV變電站交接試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)tanδ超標(biāo)，由于現(xiàn)場(chǎng)條件所限，無(wú)法對(duì)超標(biāo)原因做出準(zhǔn)確判斷，需返廠(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)。

1 電容式電壓互感器結(jié)構(gòu)和參數(shù)

每相電容式電壓互感器由2節(jié)瓷套構(gòu)成。上節(jié)瓷套包含耦合電容C11，下節(jié)瓷套包含分壓電容C12和C2，電氣接線(xiàn)如圖1所示。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法

首先測(cè)量C11，測(cè)量時(shí)拆開(kāi)高壓引線(xiàn)及互感器與地的連接點(diǎn)，可采用正接線(xiàn)測(cè)量。為消除下面電容器對(duì)C11測(cè)量電容值的影響，從C12的下端接屏蔽線(xiàn)，δ和E端子均接地。

圖1 220 kV電容式電壓互感器電氣接線(xiàn)圖 ( 虛線(xiàn)內(nèi)設(shè)備是在油箱內(nèi))

其次，測(cè)量C12和C2，采用電容式電壓互感器自激法測(cè)量，先測(cè)量C12，然后自動(dòng)倒線(xiàn)測(cè)量C2，并自動(dòng)校準(zhǔn)分壓影響。如圖2所示，測(cè)量中高壓線(xiàn)應(yīng)懸空不能接觸地面，否則其對(duì)地附加介損會(huì)引起誤差，用細(xì)電纜連接高壓插座與電容式電壓互感器試品并吊起。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。試驗(yàn)日期為2009年12月21日;天氣晴;溫度為0℃;濕度為40%。

C11采用正接線(xiàn)法測(cè)量，C12和C2采用自激法測(cè)量，測(cè)量?jī)x器為AI－6000D。

根據(jù)GB/T 4703—2007《電容式電壓互感器》第7.2.6條“電容器的工頻損耗”規(guī)定在20℃及0.9Upr～1.1Upr條件下的典型tanδ值為復(fù)合介質(zhì)膜—紙≤0.001 5(0.15%)判斷，該電容式電壓互感器介損超標(biāo)。

圖2 電容式電壓互感器自激法測(cè)量

表1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

由于交接試驗(yàn)時(shí)電容式電壓互感器已安裝完畢，如果要對(duì)超標(biāo)原因做出準(zhǔn)確判斷，需將電壓式電容互感器在無(wú)現(xiàn)場(chǎng)干擾情況下進(jìn)行試驗(yàn)，因此，決定對(duì)該批次電容式電壓互感器返廠(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)。

3 返廠(chǎng)試驗(yàn)

返廠(chǎng)后，對(duì)該相電容式電壓互感器復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果基本一致。試驗(yàn)時(shí)間為2010年4月23日;溫度為17℃;濕度為30%。

a． C11試驗(yàn)

C11返廠(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示，試驗(yàn)采用正接線(xiàn)。

表2 C11返廠(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

b． C12和 C2試驗(yàn)

C12和C2測(cè)量只在編號(hào)0489上進(jìn)行，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3、表4所示。

表3 C12、C2試驗(yàn)數(shù)據(jù) (有中間變壓器)

測(cè)量方法采用自激法;測(cè)量?jī)x器為AI－6000D。

測(cè)量方法采用正接線(xiàn)法;測(cè)量?jī)x器為AI－6000D。

4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

a． 采用自激法測(cè)量電容式電壓互感器介損時(shí)，中間變壓器電磁單元中各部件電壓和引線(xiàn)的分布電容影響δ端的電壓幅值和相位，使結(jié)果測(cè)量值比實(shí)際值大。

b． 測(cè)量電容式電壓互感器分壓電容介損時(shí)，中間變壓器將對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生不利影響，其偏差方向及大小與中間變壓器的阻抗特性有關(guān)。

c． 膜紙復(fù)合絕緣型電容式電壓互感器，廠(chǎng)家先前采用三紙兩膜比例，介損較大，后改為兩紙兩膜，介損測(cè)試滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 結(jié)論

a． 對(duì)中壓無(wú)引出端子的電容式電壓互感器，其下節(jié)分壓電容的測(cè)量只能采用自激法。試驗(yàn)時(shí)為避免危險(xiǎn)的諧振過(guò)電壓，只能帶分壓電容進(jìn)行測(cè)量，雖然測(cè)量存在一定誤差，但通過(guò)理論計(jì)算及實(shí)測(cè)表明，并不影響結(jié)果的準(zhǔn)確判斷。

b． 膜紙復(fù)合絕緣型電容式電壓互感器，在膜紙復(fù)合介質(zhì)中，膜紙不同比例對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很大，紙的占積率越大，tanδ測(cè)試值就越大。

c． 選用電容式電壓互感器時(shí)，為便于現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，建議生產(chǎn)廠(chǎng)家將中壓端子從瓷套內(nèi)引出。

［1］ 趙京武．用自激法測(cè)試電容式電壓互感器及誤差分析 ［J］．高壓電器，2000．39(2):49－51．

［2］ 陳化鋼．電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法及診斷技術(shù) ［M］．北京:水利水電出版社，2009．

［3］ 李建明．高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法［M］．北京:中國(guó)電力出版社，2001．