不拆高压引线测量500 kV CVT介损及电容量的试验方法

杨 劲

(广东电网有限责任公司 阳江供电局，广东 阳江 529500)

不拆高压引线测量500 kV CVT介损及电容量的试验方法

杨 劲

(广东电网有限责任公司 阳江供电局，广东 阳江 529500)

电容式电压互感器(Capacitor Voltage Transformer, CVT)是保证电力系统安全稳定运行的重要设备之一。为提高设备检修效率，结合现场测试实例，在不拆线的条件下采用AK-6000L型变频介损电桥，对测量500 kV CVT分压电容器的介损及电容量的试验方法进行探讨，总结了测量中的有关问题，并对提高数据准确度提出了可行性建议。现场试验表明，该不拆线试验方法所得数据满足试验规程要求，保证了测试的准确性。

500 kV电容式电压互感器；分压电容；不拆线试验；介损因数；电容量

0 引言

电容式电压互感器(Capacitor Voltage Transformer, CVT)由于造价低、介损小、绝缘可靠性好，又可以防止因电压互感器铁心饱和引起铁磁谐振，已取代电磁式电压互感器，可在高压和超高压电力系统中用于电压和功率测量、电能计量、继电保护、自动控制等方面，并可兼作耦合电容器用于电力线载波通信系统[1]。因此，有必要对CVT进行周期性的预防性试验。通过电气试验，可以及时发现CVT存在的缺陷，并确定运行状况对确保电网和设备的安全意义重大。

预防性试验是根据预试规程对相应电压等级的设备进行的一种试验。中国南方电网有限责任公司企业标准Q/CSG114002-2011《电气设备预防性试验规程》对运行中的CVT定期试验做出规定，500 kV CVT的预试周期为3年，通过定期检测CVT的绝缘电阻、电容量以及介质损耗，能有效地检查设备绝缘受潮、油脂劣化以及严重的局部缺陷等, 可对CVT的运行状况做出有效地分析判断[2]。

500 kV CVT电压等级高，器身高，高压引接线面积大，在非全站停电时感应电压很高，所以拆除高压引线进行预防性试验是很难实现的[3]。就如何准确测量CVT的介损和电容量，本文根据实际工作经验积累，采用不拆线的试验方法对500 kV CVT进行预防性试验[4-11]。结果表明，该方法不仅可以节省设备停电时间，且试验数据准确，还可消除试验人员登高作业和静电伤人的安全隐患。

图1 500 kV CVT结构图

1 500 kV CVT的电气原理

500 kV CVT主要由电容分压器和电磁单元构成，在结构上分为单元式和整体式2种。单元式结构的分压器和电磁单元分别为一个独立的单元，中压连接线外露；整体式结构的分压器和电磁单元合装在一个瓷套内，中压连接线不外露[12]。本文试验采用的500 kV CVT是桂林电力电容公司制造的TYD-500/√3-0.005H型电容式电压互感器，为整体式结构，无中压引出线。

如图1所示，电容分压器由主电容器C1和分压电容器C2组成，其中主电容器C1由3个主耦合电容C11、C12、C13串联组成。2个主耦合电容C11、C12分别装在单独的瓷套里，主耦合电容C13和C2装在一个瓷套并与一台中压变压器等元件共同组成一个整体。电磁单元位于油箱内，由中间变压器T、保护器件P、补偿电抗器L、阻尼器Z等组成。中间变压器的二次绕组端子1a-1n、2a-2n和da-dn，电容分压器低压端δ、中间变压器一次绕组尾端x等设于端子箱内。电磁单元中的补偿电抗器L用于补偿电容分压器的容抗，阻尼器Z用于阻尼CVT内部的铁磁谐振。

2 500 kV CVT 不拆线试验方法

2.1 AK-6000L的基本原理

本文使用的AK-6000L自动抗干扰精密介质损耗测试仪为一体化结构，内置介损电桥、变频电源、试验变压器和标准电容器等。AK-6000L的接线方式主要有4种：正接线、反接线、变比、CVT自激法。仪器采用自动变频抗干扰和数字信号处理技术，在试品和标准电容器上施加一定频率的电压，测量电路对检测到的标准电流和试品电流的大小、相位进行比较，进而计算试品的介损因数tanδx和电容量Cx。

如图2所示，Rx、Cx分别为试品的等值电阻和等效电容；CN为标准电容的等效电容；R1、R2分别为测试仪内标准电容回路和试品回路的采样电阻。对采样电阻的电压uR1(t)、uR2(t)的波形进行分析计算后,即可算出Cx，同时可以求得试品的tanδx。

图2 AK-6000L的原理图

由图2可知:

(1)

(2)

由公式(1)，(2)可得：

(3)

(4)

(5)

式中：j为复数因子，表示电流相位超前电压90°；f为介损电桥的电源输出频率；m为试品电流的电容分量与标准电容电流的比例系数。

2.2C11介损因数及电容量的测量

电容C11首端通过接地刀闸接地，采用不拆线试验时，测量C11使用反接高压屏蔽法。现场接线如图3所示。具体接线操作：将自动抗干扰介损测量仪高压芯线接到C11末端的法兰盘处，为防止C12、C13、C2影响C11的测量结果，应将δ与x两端子短接后接测量线Cx并悬空，这样在仪器内部将高压线提供的电流减去C12、C13、C2串联后的正接线电流，仅剩下C11的测试电流，因此不会对C11介损与电容量的测量结果造成影响。

图3 反接高压屏蔽法测量C11现场接线图

2.3C12介损因数及电容量的测量

C12两端绝缘，因此采用常规的正接线方式进行测量，现场接线如图4所示。具体操作：将高压芯线接C11末端的法兰盘处，测量线Cx接C12末端的法兰盘处，在自动抗干扰介质损耗测量仪处选择10 kV电压、内CN、正接法，即可测量C12的介损因数及电容量。

图4 正接法测量C12现场接线图

2.4C13和C2介损因数及电容量的测量

C13、C2和中压变压器连接成一体，中间抽头未直接引出，而是通过中间变压器高压末端引出，所以试验采用自激法，利用中间变压器主二次绕组励磁da-dn作为试验电源。为便于研究, 下面对C13、C2的测量分别单独进行分析。

图5 自激法测量C13介损和电容量接线

测量分压电容C2同样采用自激法，测量仪高压芯线接C13的首端，测量线Cx接C2末端δ，如图6所示。对C13、C2的测量由于自动抗干扰介质损耗测量仪具有一次性接线、自动校准、自动倒线、自动完成测量的功能，因此现场接线如图5所示。

图6 自激法测量C2现场接线图

3 现场测量注意事项

(1)测量工作应选择在天气、气温、湿度等符合试验规程下进行，以避免试验环境带来测量误差。

(2)被测设备表面应当清洁干燥，因为设备表面的污秽水分会产生泄漏电流，对测量结果造成很大误差。

(3)试验时要保证自动抗干扰介质损耗测量仪接地有效，高压芯线应悬空不接触地面并与设备保持一定距离，以消除高压芯线对地附件介损和与设备间杂散电容对测试结果的影响。同时注意高压芯线要与试验人员保持足够的安全距离。

(4)用绝缘杆进行C11、C12测量换接线时，应确保绝缘杆的挂钩与CVT法兰接触牢固，以防绝缘杆从设备上掉落造成安全事故。

(5)如果现场测量tanδ明显偏大，为负值及电容量明显变化，应从以下几个方面进行排查：接线是否正确，接地是否良好；是否由标准电容器介损增大引起；是否存在电磁单元、电场的干扰。

4 实例分析

《电力设备预防性试验规程》规定tanδ值不大于0.5%，每节电容值偏差不超出额定值的-5%～+10%范围。以阳江供电局500 kV蝶岭变电站500 kV #3变高CVT为试品，表1给出拆高压引线与不拆高压引线试验方法的测量结果对比。表2给出拆高压引线与不拆高压引线试验方法C13与C2串联的电容量计算值比较。

表1、2中ΔC拆/Cn为拆高压线测得的电容量与铭牌电容量，其最大误差不低于-0.328%；ΔC不拆/Cn为不拆高压线测得的电容量与铭牌电容量，其最大误差不低于-0.789%；因此拆高压线、不拆高压线试验测得的电容量都满足不超出额定值的-5%～+10%的范围。表1中拆高压线、不拆高压线测得各个分压电容器的介损因数tanδx基本一致，远未超过规程要求的0.5%。所以，从表1、2的试验结果验证了本文提出的不拆高压引线测量500 kV CVT介损及电容量试验方法的准确性。

表1 500 kV CVT拆高压引线与不拆高压引线试验方法测量结果比较

表2 C13与C2串联的电容量计算值比较

5 结论

结合现场实例，对不拆高压引线测量500 kV CVT介损因数及电容量的试验方法进行了研究。这次现场预防性试验的总体数据符合试验规程，与拆高压线测量的数据一致，接近出厂试验值，证明了此不拆线测量方法的可行性，排除外界干扰的影响，提高500 kV CVT状态试验的工作效率，帮助试验人员准确掌握设备的状态。

[1]李建明，朱康.高压电器设备试验方法(第二版)[M]. 北京：中国电力出版社，2010.

[2]Q/CSG114002-2011，中国南方电网有限责任公司电气设备预防性试验规程[S].

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Test Methods About the Measurement of Dielectric Loss and Capacitance of 500 kV CVT Without Removing HV Lead

YANG Jin

(Yangjiang Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corporation, Yangjiang 529500, China)

The capacitor voltage transformer (CVT) is one of the most important equipments to ensure the safe and stable operation of the power system. In order to improve the efficiency of maintaining equipment, this paper discusses the test methods which are used to measure the dielectric loss factor and the capacitance of dividing capacitors of a 500kV CVT without removing its HV lead. An AI-6000L type frequency conversion dielectric loss bridge is adopted by the methods in field. The issues of measurement in practical are summarized, and some feasible suggestions are put forward to improve the accuracy of the acquired data. Field test shows that the non-open wire test methods are feasible which meet the requirements of the test procedures, and the accuracy of the test is also ensured.

500 kV capacitor voltage transformer; dividing capacitors; HV lead not removed; dielectric loss factor; capacitance

10.3969/j.ISSN.1672-0792.2017.04.006

2016-12-12。

TM451

A

1672-0792(2017)04-0032-05

杨劲(1989-)，女，硕士，从事高压试验和检修工作。