500kV電容式電壓互感器精度超差分析及處理

荊大龍 朱相如 李紅衛(wèi) 余玉錢 余忠偉

摘要：500kV電容式電壓互感器運(yùn)行5年后，精度出現(xiàn)正向偏移超差現(xiàn)象，壓差偏移是由于高壓電容和中壓電容電容分壓比發(fā)生變化而引起的，調(diào)節(jié)電壓互感器中間變壓器一次繞組匝數(shù)的方法來調(diào)節(jié)二次電壓輸出值，調(diào)整正向偏差。

關(guān)鍵詞：電容式電壓互感器;正向偏移、一次繞組匝數(shù)

0 電容式電壓互感器介紹

電容式電壓互感器（CVT）是一種由串聯(lián)電容器分壓，再經(jīng)電磁式互感器降壓和隔離，可用于保護(hù)、同期、計(jì)量和電力載波的電壓互感器。電容式電壓互感器主要由電容分壓器和電磁單元組成，如圖1所示。電容分壓器由瓷套和裝在其中的若干串聯(lián)電抗器組成，瓷套內(nèi)充滿保持0.1MPa正壓的絕緣油，并用鋼制波紋管平衡不同環(huán)境以保持油壓。電磁單元由裝在密封油箱內(nèi)的變壓器、補(bǔ)償電抗器、避雷器和阻尼裝置組成。一次繞組分主繞組和調(diào)節(jié)繞組，一次側(cè)和一次繞組之間串聯(lián)一個(gè)低損耗電抗器。由于電容式電壓互感器的非線性阻抗和固有的電容有時(shí)會在電容式電壓互感器內(nèi)引起鐵磁諧振，因此在二次繞組上跨接一個(gè)由電阻和電抗器組成的阻尼裝置來抑制諧振。電容式電壓互感器與電磁式電壓互感器相比，具有沖擊絕緣強(qiáng)度高、制造簡單、重量輕、體積小、成本低、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)[1]。

1 精度超差發(fā)現(xiàn)過程

華東某抽水蓄能電站通過兩回出線接入華東500kV系統(tǒng)主干網(wǎng)，每相500kV出線安裝1臺西安西電電力電容器有限責(zé)任公司生產(chǎn)的TYD500/-0.005H型電容式電壓互感器。自2011年投產(chǎn)以來，該電站6臺500kV電容式電壓互感器運(yùn)行情況良好，未出現(xiàn)漏油、裂紋、溫度高等異常現(xiàn)象，各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)均正常。投產(chǎn)前試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1，其中f是壓差，是角差。

2015年經(jīng)華東電力試驗(yàn)研究院有限公司對電站的6臺電容式電壓互感器進(jìn)行準(zhǔn)確度試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)電站的5臺TYD500/-0.005H型電容式電壓互感器均存在不同程度的超差現(xiàn)象。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

對比2011年投產(chǎn)前與2015年實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)測試值整體正向偏移，但偏移量不大。

2 精度超差原因分析

查閱相關(guān)資料及設(shè)備說明書可知，導(dǎo)致電容式電壓互感器準(zhǔn)確度發(fā)生變化的原因主要有溫度、電源頻率、運(yùn)行時(shí)間、實(shí)驗(yàn)儀器以及高壓引線的角度等，排除以上因素的等影響，且根據(jù)測算，若高壓電容C1一個(gè)元件變化量被擊穿，引起的誤差偏移量為正偏5%，因此判斷導(dǎo)致正向偏移量不大的原因，不可能是電容元件擊穿[2]。

通過分析可以確定，壓差偏移是由于高壓電容和中壓電容電容分壓比發(fā)生變化而引起的。因此采用調(diào)節(jié)電壓互感器中間變壓器一次繞組匝數(shù)的方法來調(diào)節(jié)二次電壓輸出值，直至比差值滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的±0.2%要求。電容式電壓互感器電氣原理圖詳見圖2：

3 精度超差處理

處理過程主要包括分解、精度調(diào)節(jié)、回裝、試驗(yàn)、精度復(fù)測等五個(gè)階段[3]。

3.1分解階段

3.1.1分離上、中節(jié)耦合電容器與分壓電容器，注意保持平穩(wěn)，防止發(fā)生設(shè)備碰撞，造成設(shè)備損壞。

3.1.2 分離電壓電容器與電磁裝置。首先起吊分壓電容器和電磁單元部分，在分壓電容器頂端固定好吊裝器具，拆除電磁裝置接線盒內(nèi)的二次連接導(dǎo)線，拆除電磁裝置與固定底座之間的連接螺栓，緩慢起吊分壓電容器和電磁裝置，將分壓電容器和電磁裝置豎立放置旁邊空曠水平地面，然后清潔油箱表面，防止雜物掉入油箱內(nèi)部，并松開分壓電容器和電磁裝置之間的連接螺栓，打開油箱表面排氣孔，使內(nèi)外壓力平衡。松開高壓端子和低壓端子連線。

3.2 精度調(diào)節(jié)階段

松開連線后，分析超差數(shù)據(jù)，確定好調(diào)節(jié)方向（正向調(diào)整或反向調(diào)整）及調(diào)節(jié)范圍，用10寸扳手松開精度調(diào)節(jié)端子板上相應(yīng)的連接螺栓，將相應(yīng)連接端子之間的連接片去掉或在相應(yīng)端子之間加裝連接片，改變中壓變壓器的一次繞組匝數(shù)，改變中壓變壓器的變比，從而調(diào)節(jié)互感器的二次輸出值。

3.3 回裝階段

3.3.1 分壓電容器與電磁裝置疊裝?；亟痈邏憾俗优c低壓端子連線，檢查油箱內(nèi)無異物，取下枕木，定位孔定好位置后，緩慢將電容分壓器落下，檢查分壓電容器與電磁裝置接觸嚴(yán)實(shí)，用螺栓緊固好，確認(rèn)無滲油、漏油現(xiàn)象。起吊電容器和電磁裝置至固定底座上方，按照原始位置定位好，緩慢落下，固定好電磁裝置與固定底座之間的連接螺栓。

3.3.2 中、上節(jié)耦合電容器回裝。起吊中、上節(jié)耦合電容器至分壓電容器上方，按照原始位置定位好，緩慢落下，將中、上節(jié)耦合電容器和分壓電容器連接起來，緊固好之間的連接螺栓。

3.3.3 檢查電容式電壓互感器的電容分壓器及電磁單元已回裝完畢，二次接線已按原樣恢復(fù)。

3.4 試驗(yàn)階段

回裝完成后，對電容式電壓互感器進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)以及介損試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足要求。

3.5 精度復(fù)測階段

連接試驗(yàn)導(dǎo)線，使用標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器作為標(biāo)準(zhǔn)器對調(diào)節(jié)后的電壓互感器進(jìn)行精度試驗(yàn)。采用低電位端測量誤差，將被檢互感器一次電壓分別調(diào)節(jié)至20%Ue、50%Ue、80%Ue、100%Ue、120%Ue，從誤差測量裝置上讀取比值誤差和相位誤差。精度調(diào)節(jié)后的電容式電壓互感器精度試驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足JJG314-2010《測量用電壓互感器檢定規(guī)程》和JJG1021-2007《電力互感器檢定規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 總結(jié)

此次電容式電壓互感器精度超差處理，原因分析準(zhǔn)確，處理方法得當(dāng)，提高了設(shè)備可用率。同時(shí)避免了不必要的技改費(fèi)用發(fā)生，節(jié)約了生產(chǎn)成本開支。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉佳鑫，郎業(yè)興，韋德福， 等.500kV電容式電壓互感器過熱異常診斷分析[J].電力電容器與無功補(bǔ)償，2018，39（6）：66-70，74. DOI：10.14044/j.1674-1757.pcrpc.2018.06.013.

[2]顧用地，李顯鵬，董新豐， 等.一起500kV電容式電壓互感器的故障處理及原因分析[J].電氣工程學(xué)報(bào)，2018，13（12）：24-30. DOI：10.11985/2018.12.005.

[3]夏震，劉宏耀，豆河偉， 等.關(guān)于電容式電壓互感器電壓異常原因探討及預(yù)控措施[J].變壓器，2018，55（10）：64-67.

作者簡介：荊大龍（1990-），男，本科，安徽淮北，電氣專業(yè)。