避雷器帶電測試補償角及其原因分析

趙中標 陶莉

(寧夏中衛(wèi)供電公司,寧夏中衛(wèi) 755000)

避雷器帶電測試補償角及其原因分析

趙中標 陶莉

(寧夏中衛(wèi)供電公司,寧夏中衛(wèi) 755000)

通過避雷器泄漏電流測試,分析了避雷器帶電測試時由于電場干擾引起角度誤差的原因,并提出相關(guān)措施。

帶電測試 泄漏電流 相間干擾 補償角

隨著我國電力事業(yè)的飛速發(fā)展,金屬氧化物避雷器(MOA)以其優(yōu)越的非線性伏安特性,得到了廣泛地應(yīng)用,并且已經(jīng)逐步取代了閥式避雷器。采用無間隙金屬氧化物避雷器后,其保護水平不受間隙放電特性的限制,使之僅取決于雷電和操作放電電壓時的殘壓特性,相對提高了輸變電設(shè)備的絕緣水平,有可能使工程造價降低。金屬氧化物避雷器的可靠性直接影響電力系統(tǒng)中其它設(shè)備的安全運行,因此MOA的質(zhì)量及性能是至關(guān)重要的。為了提高MOA的安全運行水平,對MOA進行嚴格、有效地交接試驗、預(yù)防性試驗和在線監(jiān)測是不可缺少的,判斷MOA運行質(zhì)量狀況好壞的一個重要依據(jù)就是泄漏電流的大小。

1 存在問題

避雷器帶電測試的常用方法有PT二次法、感應(yīng)法和諧波法。PT二次法的原理是采用電壓互感器二次電壓作為參考測量阻性電流具有較高精度,因此,現(xiàn)場工作廣泛使用PT二次發(fā)進行避雷器帶電測試工作。班組現(xiàn)有儀器為山東泛華生產(chǎn)的AI-6102氧化鋅避雷器泄漏電流分析儀,根據(jù)測試角Φ判斷避雷器絕緣狀況,其判斷結(jié)果如表1。

在實際測試工作中,經(jīng)常遇到避雷器C相阻性電流與全電流夾角Φ大于88°,而A相測試角偏小的情況,根據(jù)儀器使用說明書,該情況為存在干擾因素,導(dǎo)致Φ過大。遇到這種情況時,常用補償法處理,補償法即選擇B相參考電壓并保持不變,首先輸入C相電流,測得ΦB-C,然后輸入A 相電流,測得ΦB-A,根據(jù)公式求得補償角Φ0,進行A相測量時在基礎(chǔ)值上加上補償角Φ0,進行C相測量時減去補償角Φ0。

在絕大數(shù)避雷器帶電測試工作中,總是出現(xiàn)A、B、C三相測試角依次增大的情況,這種情況是如何造成的？本文主要通過理論分析,解釋造成這種情況的主要原因以及補償角公式的推算方法。

2 原因分析

正常情況下,避雷器絕緣良好,對地不導(dǎo)通,流過避雷器的全電流中,阻性電流占較小成分,主要成分為容性電流。因此,可以通過阻性電流Ir與全電流Ix的夾角Φ判斷避雷器的絕緣狀況,且Φ值通常介于81°-88°之間,根據(jù)理論計算,其值不會超出90°。在實際運行中,由于存在各種干擾因素,使得測試值存在誤差,例如,我局所轄變電站中,避雷器通常呈水平“一”字排列,由于電場干擾,A、B、C三相之間相互形成干擾,其示意圖1如下圖所示。

以C相為例,分析避雷器在運行中Φ值的實際情況。如圖1中所示,進行C相避雷器泄漏電流測試時,A、B兩相與C相之間形成電容,其電容電流流經(jīng)測試儀器,導(dǎo)致測試結(jié)果存在誤差,由于A相與C相距離較遠,影響較小,因此我們忽略A相的影響因素,重點分析B相(即相鄰相)對C相的影響。作出B相干擾C相時的其向量圖,當無干擾因素存在時,C相測試角Φ值為C相泄漏電流中阻性電流分量Irc與全電流Ix夾角,其值:

表1

圖1

圖2

考慮干擾因素時,由于B相與C相之間存在電容影響,B相電壓UB超前C相電壓Uc120°,所產(chǎn)生的電容電流Ic(B-C)超前UB120°,該電容電流會產(chǎn)生與C相阻性電流反方向的分量,由于方向相反,使得C相總阻性電流分量減小,用數(shù)學(xué)公式可以表達如下:

對比公式1、與公式2可以發(fā)現(xiàn),C相阻性電流分量減小,而全電流不變,在測試中,表現(xiàn)為C相阻性電流減小,其測試角Φ增大。同理,對于A相而言,可以得出A相阻性電流變化為:

對于B相而言,由于A、C兩相干擾同時存在,且方向相反,大小相等,因此干擾相互抵消,即實際測試中,B相測試值最接近實際值。對A、B、C三相進行綜合分析,其結(jié)果為A相Φ角角度減小,C相Φ角角度增大,示意圖如圖2所示。

根據(jù)該向量圖,由于無干擾時A、C相夾角為120°,當確定干擾情況下A、C兩相夾角Φac,可以近似認為A、C兩相受干擾程度相同,需補償角度也相等,因此確定補償角Φ0公式為:

3 結(jié)語

本文通過理論,分析了避雷器帶電測試時三相測試角依次增大的情況,并分析了補償角公式的推算方法,由公式2可以看出,帶電測試時,影響因素較多,如溫度、濕度、系統(tǒng)電壓波動以及避雷器自身表面臟污等,均會導(dǎo)致測試結(jié)果出現(xiàn)異常。避雷器帶電測試工作中,測試結(jié)果易受各種因素影響,導(dǎo)致測試結(jié)果出現(xiàn)異常,存在造成誤判的可能,因此,帶電測試應(yīng)作為一種有效的輔助監(jiān)測手段,對于避雷器的絕緣狀況判斷,應(yīng)以停電時的例行試驗為準。