220kV电容式电压互感器不拆线试验探讨

夏进

（国网江苏省电力有限公司检修分公司扬州运维分部，江苏 扬州 225009）

电容式电压互感器因其所具有的稳定性能，有可靠的广泛应用范围，但同时也因为其结构构造复杂度高，对试验技术和方法有着较高要求，传统的拆除高压引线的方法逐渐不能满足实际应用。不拆线试验方法的应用，可以减少整个操作过程更多时间，以更少精力来得到更高效的效果，且安全性更高，在实际应用中具有更大优势。

1 220kV电容式电压互感器原理

220kV电容式电压互感器一般包括为两节串联组成，上节耦合电器C11顶端与引线进行可靠连接，下节则通过耦合电容器C12与分压电容C2串联组成，电磁单元则设置在底部油箱内。为提高设备运行可靠性，兼顾防潮效果设计，现在所应用的电容式电压互感器多将耦合电容器C12与分压电容C2封装到同一瓷套内，然后由分压抽头引入到电磁单元内，而非应用抽压端子引出的传统方式。其中，电容式电压互感器的电磁单元主要由中间变压器、补偿电抗器以及阻尼器组成，电力系统输入的高电压由电容分压器抽取电压，并经过中间变压器变压后，作为表计、继电保护的电压源（如图1）。

图1 220kVCVT电气原理图

2 电容式电压互感器不拆线试验

2.1 C12与C2介损及电容量测试

在不拆线的状态下，220kVCVT的下节电容C12与C2可以选择自激法进行测量，其中常用的测量仪器如介损仪AI-6000系列。对C12进行测量时，可将C12上端与介损仪测试线连接，同时将介损仪高压线与C2下端N连接，出电桥低压端从中间变压器二次侧绕组加压，并确定试验电压数值为2～3kV。待完成C12测试后，对介损仪的高压线以及测试线的位置进行调换，将高压线与C12上端连接，测试线则与C2下端N连接，便可测试得到C2介损值以及电容值。

应用此种方法来对进行测量，其中所得到的电容值结果即为电桥电路中标准电容的一个比值，并且在对C12进行测量时，标准电容值即为C2与介损仪内部标准电容CN的串联值，而C2所测得的标准电容值即为C12与介损仪内部标准电容CN的串联值。但是在实际测量中，因为CN电容值远小于C12、C2电容值，可以直接将其产生的误差忽略不计。对于应用介损仪AI-6000测量C12与C2介损及电容值，可确定先完成C12测量，后自动倒线测量C2，能够自动对分压影响进行校准。为提高试验测量综合效率，推荐实际测量中可以选择AI-6000D及以上型号的介损仪，整个过程无需人工调换接线，且仪器能够自动校正C12与C2电容值，操作简单并可保证测量结果可靠性，应用优势比较大。

2.2 C11介损及电容量测试

在不拆除引线的情况下对C11的介损以及电容量进行测试，可以采用反接法处理，即将介损仪高压线与C11下端进行连接，确定试验电压数值为10kV，并且将C11上端、C2末端以及电磁单元电抗器末端全部接地处理，对C11、C12、C2以及电磁单元电容的串并联组合电容进行准确测量。其中，相比C2来讲电磁单元电容要更小，基本上可以直接将其忽略不计，最终测量得到的为C12、C2串联以及C11并联结果的介损值与电容值。

其中，C12、C2串联电路的电容值Ca可用公式表示为：

基于电介质串联等值电路特性分析，可确定各元件的功率为：

化简后可得到：

而C2、C11并联电路的测量，可确定C11电容值：

基于电介质并联等值电路特性分析，可确定各元件功率为：

化简后可得到：

现在对于AI-6000D版本的介损仪已经新增设了低压屏蔽技术，可以利用反接屏蔽法对C11介损以及电容值进行测量。实际操作中需要将介损仪高压线与C11下端连接，并对N端和X端短接处理，然后与介损仪信号线CX端有效连接，应用M型屏蔽反接线方式处理。其中，确定试验电压数值为10kV，加压后C11下端通过的电流不会流向测试回路，最终测量得到的为上节电容C11的介损与电容值，不仅效率高且数据可靠。

3 试验数据结果对比分析

3.1 试验数据对比

电容式电压互感器不拆线试验方法的应用是否具有更大优势，还需要对试验结果进行对比分析，以判断能否将其更广泛的应用到实际工作中。选择某220kV电网线路作为研究对象实施测量试验数据，并且为降低试验对正常生产生活产生不良影响，应选择正常检修计划时进行。在不拆除高压引线的情况下，对电容式电压互感器进行电容量以及介损测量与计算，并得到最终结果。然后选择拆除高压引线的方式，对电容式电压互感器进行常规测量，对比前后两次所得测量结果，便可得知何种测量方法在实际应用中更具优势。经过实际测量对比后可以确定，各电容最终测量数据并不存在明显差异，由此可以判断不拆线试验方法结果具有可靠性，且整个操作过程更为简单，应用优势更为明显。

3.2 数据对比分析

对电容式电压互感器无论是采用拆线还是不拆线方式进行试验，其中电压互感器下节部分测量基本相同，因此理论上可以判断其对应的数据应该相似，暂时可不对其进行研究分析。而对于上节测量来讲，无论是操作方式还是测量结果均存在较大差异，因为外接电压施加的数值大小不同，正常情况下将电容式电压互感器高压引线拆除后，应用的为正接法处理，外接电压值应在10kV左右。如果应用比较新型的反接法处理，则需要将电压值控制在3kV左右，前后两种方式差异较大，因此对最终的测量结果影响也更为明显。

同时电压互感器上为全膜介质，对应的tanδ未达到0.02%，即便是同时外接电压数值较小，也不会产生较大损耗，这样将外界电压由10kV降低到3kV理论上不会对最终测量结果产生明显影响。基于此便可以选择三种不同类似工况电压互感器来进行试验和计算，根据其测试结果可以确定不拆线试验方式具有较高有效性。总结整个试验过程可以得知，电容式电压互感器在进行3kV以下电压下进行不拆线试验检测时，所得试验结果与10kV环境下采取拆线检测试验结果吻合性非常高，可证明不拆线试验检测结果有效，可以准确反映出待测对象的实际工作状态，所得试验检测结果可以作为下一阶段的检修策略制定提供依据，同时还可以有效规避风险。

4 结语

电容式电压互感器运行状态如何，对整个电网供电运输可靠性与安全性有着十分重要的影响，因此需要对其进行试验检测，确定其是否存在异常，并根据检测结果来编制可行的维护检修方案，确保其能够满足电网运行需求。以220kV电容式电压互感器为对象，分析不拆线试验方法在实际应用中的可行性与可靠性，相比传统拆线试验方法，其不仅操作工艺简单，并且安全性更高，还可以得到准确的试验数据。根据试验结果可以得知，测量上节电容时仅需要外接3kV左右的电压即可，虽然会对全膜介质介损产生一定影响，但是可以忽略不计，在实际应用中优势比较明显。