20kV發(fā)電機出口電壓互感器三倍頻感應耐壓試驗方法

國家電投集團貴州金元股份有限公司納雍發(fā)電總廠電熱檢修部 馬 強

1 壓力變壓器三頻感應壓力測試現(xiàn)場預防事項

電壓互感器三倍頻感應耐壓試驗的進程中，為預防因諧振和其他有關原因造成過電壓現(xiàn)象，必須裝設過流保障與過壓保障設備。依據(jù)所測試繞組額定電流的1.15～1.5倍設置過電流保護參數(shù)，設定過壓保護值為試驗電壓的1.15～1.5倍（一般取值為1.2/1.3倍）；試驗前須對高壓繞組進行檢查，確定尾端接地可靠，以及高壓繞組及其他非加壓的二次繞組沒有首尾短路的情況，從而避免設備和人身傷害；試驗前需使用電壓測試高壓側測量方法檢測高壓測量設備，以確保設備的精度，并確定測量設備已正確可靠接地。

應對電壓互感器加壓的二次繞組額定電流進行核對，電壓互感器三倍頻感應耐壓試驗過程中，嚴格禁止試驗被測電流大于互感器再次額定電流。若確實不能將測試電流縮小在互感器二次繞組的額定電流范圍內需采取有效限流的措施，如加裝過流保護器等；電壓互感器三倍頻感應耐壓測試流程中，對被測電壓互感器的測試電壓變動與測試電流的變動，包括電壓互感器有無異響等關聯(lián)現(xiàn)象都要時刻進行關注。

升壓過程既要連貫又要平滑，特別75%測試電壓后，測試電壓時速控制在2%每秒直至達到所需測試電壓；電壓互感器三倍頻感應耐壓試驗電壓的頻率≤2倍的工頻下，測試時長設定為1分鐘。檢驗電壓頻率>2倍工頻時滿電壓檢驗時長（秒）為120×額定頻率/試驗頻率，但必須大于15秒；試驗過程中若有異常情況出現(xiàn)，須將試驗電壓及時降為零。

2 電壓互感器三倍頻感應耐壓試驗方式

當進行三倍頻感應耐壓測試時，施加在電壓互感器的二次繞組的頻率高于正常工頻電壓試驗的頻率，電壓互感器將在一次測感應出對應的高壓測試電壓，繼而將其絕緣目的有效地實現(xiàn)。

通過相關項目數(shù)據(jù)顯示，斷電故障在供電體系報告中高達60%。均由裝置出現(xiàn)絕緣引起，整體設備絕緣低劣化完全改善需經(jīng)過漫長發(fā)展，絕緣材料在該階段一些化學信息和物理信息容易出現(xiàn)，該類信息能夠對絕緣情況進行分辨，有助于發(fā)現(xiàn)和處理欠缺。在電力系統(tǒng)中，電壓互感器具有至關重要的作用，無論二次回路還是電壓互感器的穩(wěn)定運行都能夠保證。如對電壓互感器進行工頻耐壓試驗，當在額定頻率下施加1.2倍以上額定電壓時，互感器磁通將達到飽和，勵磁電流將迅速增加。故給互感器施加1.3倍以上工頻電壓是無法實現(xiàn)的。

為保證電壓互感器耐壓試驗的有效性，就必須進行三倍頻感應的耐壓試驗，該耐壓試驗頻率主要分為200赫茲和150赫茲與100赫茲，由此測試出相應的測試電壓，其分布與工作電壓相同且大于工作電壓值，檢測電壓互感器縱向絕緣效果得以達成。進行分級絕緣電壓互感器三頻感應電壓電阻檢測，應直接在電壓互感器高壓側檢測電壓值，以確保其檢測精確率。電壓互感器三倍頻感應耐壓試驗高壓側接時應用的器件有低壓臂電容、高壓臂電容、靜電電壓表、放電電阻、倍頻電源。

電壓互感器三倍頻感應耐壓試驗現(xiàn)場若無法直接測量高壓側，這時可進行二次側檢測[1-2]。改為選用單個分級絕緣電壓倍頻測試連線，一般選在二次側增強倍頻電壓，在輔助接線組的端子上開始撿測。

針對于電壓互感器而言容升效應易出現(xiàn)，很容易影響回路電壓。電壓升高時容易影響儀器和試品的絕緣，甚至會發(fā)生絕緣被擊穿情況，檢測裝備準確度容易產(chǎn)生錯誤。電壓互感器監(jiān)視電壓功能對整個升壓進行控制，從而自行對所檢測產(chǎn)品與設備進行安全保障。在供電體系中如果使用容性互感器，電壓增高情況就會出現(xiàn)。空載線路上逐步上升電壓的情況也會出現(xiàn)，也就是容升效應。

在進行互感器三倍頻感應耐壓試驗時，電壓互感器容升電壓出現(xiàn)的問題必須要綜合地考慮，電壓互感器容升電壓通常與周圍的電容和漏抗有關。進行電壓互感器三倍頻感應耐壓試驗時，在線組上容性電流運作中經(jīng)常導致漏電抗電壓降，在電容電流運作用時實質輸出電壓參數(shù)低于繞組上電壓降參數(shù)，即電壓互感器電容上升效應。如果電壓互感器的電容和漏電抗均過大，則電容上升情況則更加顯著。

各電壓等級（kV）下容升修正系數(shù)（%）分別為：20/3、68/4、110/5、220/8，由此可以了解到，當互感器額定電壓為20kV時，當進行三倍頻耐壓試驗時如不考慮容升影響直接加壓使一次側至47kV時，由于容升影響電壓互感器一次側實際電壓已達到48.41kV。因此，二次繞組若施加三倍頻電壓，務必相對地將其按照相應系數(shù)進行計算縮小，三倍頻電壓使得互感器試驗電壓值準確度得以保證。

3 電壓互感器三倍感應耐壓測試連線及流程

電壓互感器進行三頻感應耐壓測驗前，電壓互感器鐵芯、外壁、輔助繞組、二次繞組、一次繞組等相應末端務必可靠接地[3-4]。20kV電壓互感器一般在二次側施壓，110kV與220kV電壓互感器需由協(xié)助繞組增壓開始測驗，而協(xié)助繞組開始增壓測驗，測試容量需控制在二次側增壓數(shù)值內，且若檢測電壓互感器所需容量較大，可采用二次繞組補償法對電感進行補充，也可應用輔助組與二次繞組串聯(lián)的方法加壓試驗。

試驗步驟：首先，將電壓互感器放電進行操作，再拆除高壓端的接地引線，試驗設備合理地進行布置，例如外殼接地能夠確保操作人員人身安全；其后，按照提前分析設計圖進行連線，連線工作成功后，仔細地檢查接的線路，以便對操作箱的保護裝置及時的檢查和調整。應用萬用表測量三相電壓值；其三，合上電源開關，從零開始操作升壓，試驗的過程中，無論是電壓表的數(shù)值變化還是電流表的數(shù)值變化都要細致地觀察，并且電壓波形也要認真地關注，試驗電壓提速達到75%后，增壓速度按2%每秒進行，當達到試驗電壓開始記時并記錄相關試驗數(shù)據(jù)至耐壓試驗時間結束；最后，電壓互感器三倍頻感應耐壓測驗操作結束后，必須將電壓值回調至鄰近零或為零，最后斷開測試電源連接，電壓互感器放電需使用放電桿進行；結束后拆除試驗接線，清理試驗現(xiàn)場，如此電壓互感器三頻感應耐壓試驗正式完成。

當電壓互感器進行多頻感應耐壓測試，而測試電壓頻率低于倍頻時，務必在滿電壓下進行試驗1min；當試驗電壓頻率大于二倍頻時，滿電壓時長用公式t=120×（f1/f2）表示，式中，t代表測試電壓持續(xù)時長，f1代表額定頻率、單位用赫茲，f2則代表試驗電壓頻率、單位用赫茲。測驗所設定的電壓數(shù)值檢測時間必須＞15s，因此電壓互感器三倍頻（150Hz）感應電壓的耐壓試驗的持續(xù)時間為40s。試驗過程中，若有故障出現(xiàn)導致整個試驗停滯情況出現(xiàn)，待檢查且排除故障后，必須重新進行電壓互感器三倍頻感應耐壓試驗。

以納雍電廠JDZX3-20型號電壓互感器為例，JDZX3-20額定電壓20kV，交流耐壓試驗電壓為47kV，選用HY-7207D多倍頻耐壓裝置作為試驗設備，根據(jù)容升計算公式進行計算（為容升修正系數(shù)此處取3%）可得出需施加在二次繞組的實際電壓為228.2V，根據(jù)時間計算公式t=120×（f1/f2）可得出需施加電壓的實際持續(xù)時間為40s，試驗的過程中，為保證一次側電壓準確性，在互感器一次側加裝YCSGB-50C交直流電壓測試儀進行一次側電壓測量。電壓互感器三倍頻感應耐壓試驗成功后需出具試驗報告，填寫試驗設備型號、試驗人員、被試電壓互感器相關參數(shù)、周圍氣溫、潮濕度、試驗項目數(shù)據(jù)等實質信息。

4 結語

電壓互感器三頻感應耐壓測試是一種對試驗電壓和頻率有嚴謹標準的測試，它可以有效檢測電壓互感器的絕緣是否正常，在進行試驗時要應全面周詳、合理操作，避免因失誤損壞導電壓互感器。因此，當開始檢測電壓互感器三倍感應耐壓時，無論是被試設備參數(shù)、試驗的時間，試驗頻率、環(huán)境、試驗設備可靠性等相關因素都要充分地考慮，從而順利地開展電壓互感器三倍頻感應耐壓試驗。