220kV電容式電壓互感器不拆線試驗探討

夏進

（國網江蘇省電力有限公司檢修分公司揚州運維分部，江蘇 揚州 225009）

電容式電壓互感器因其所具有的穩定性能，有可靠的廣泛應用范圍，但同時也因為其結構構造復雜度高，對試驗技術和方法有著較高要求，傳統的拆除高壓引線的方法逐漸不能滿足實際應用。不拆線試驗方法的應用，可以減少整個操作過程更多時間，以更少精力來得到更高效的效果，且安全性更高，在實際應用中具有更大優勢。

1 220kV電容式電壓互感器原理

220kV電容式電壓互感器一般包括為兩節串聯組成，上節耦合電器C11頂端與引線進行可靠連接，下節則通過耦合電容器C12與分壓電容C2串聯組成，電磁單元則設置在底部油箱內。為提高設備運行可靠性，兼顧防潮效果設計，現在所應用的電容式電壓互感器多將耦合電容器C12與分壓電容C2封裝到同一瓷套內，然后由分壓抽頭引入到電磁單元內，而非應用抽壓端子引出的傳統方式。其中，電容式電壓互感器的電磁單元主要由中間變壓器、補償電抗器以及阻尼器組成，電力系統輸入的高電壓由電容分壓器抽取電壓，并經過中間變壓器變壓后，作為表計、繼電保護的電壓源（如圖1）。

圖1 220kVCVT電氣原理圖

2 電容式電壓互感器不拆線試驗

2.1 C12與C2介損及電容量測試

在不拆線的狀態下，220kVCVT的下節電容C12與C2可以選擇自激法進行測量，其中常用的測量儀器如介損儀AI-6000系列。對C12進行測量時，可將C12上端與介損儀測試線連接，同時將介損儀高壓線與C2下端N連接，出電橋低壓端從中間變壓器二次側繞組加壓，并確定試驗電壓數值為2～3kV。待完成C12測試后，對介損儀的高壓線以及測試線的位置進行調換，將高壓線與C12上端連接，測試線則與C2下端N連接，便可測試得到C2介損值以及電容值。

應用此種方法來對進行測量，其中所得到的電容值結果即為電橋電路中標準電容的一個比值，并且在對C12進行測量時，標準電容值即為C2與介損儀內部標準電容CN的串聯值，而C2所測得的標準電容值即為C12與介損儀內部標準電容CN的串聯值。但是在實際測量中，因為CN電容值遠小于C12、C2電容值，可以直接將其產生的誤差忽略不計。對于應用介損儀AI-6000測量C12與C2介損及電容值，可確定先完成C12測量，后自動倒線測量C2，能夠自動對分壓影響進行校準。為提高試驗測量綜合效率，推薦實際測量中可以選擇AI-6000D及以上型號的介損儀，整個過程無需人工調換接線，且儀器能夠自動校正C12與C2電容值，操作簡單并可保證測量結果可靠性，應用優勢比較大。

2.2 C11介損及電容量測試

在不拆除引線的情況下對C11的介損以及電容量進行測試，可以采用反接法處理，即將介損儀高壓線與C11下端進行連接，確定試驗電壓數值為10kV，并且將C11上端、C2末端以及電磁單元電抗器末端全部接地處理，對C11、C12、C2以及電磁單元電容的串并聯組合電容進行準確測量。其中，相比C2來講電磁單元電容要更小，基本上可以直接將其忽略不計，最終測量得到的為C12、C2串聯以及C11并聯結果的介損值與電容值。

其中，C12、C2串聯電路的電容值Ca可用公式表示為：

基于電介質串聯等值電路特性分析，可確定各元件的功率為：

化簡后可得到：

而C2、C11并聯電路的測量，可確定C11電容值：

基于電介質并聯等值電路特性分析，可確定各元件功率為：

化簡后可得到：

現在對于AI-6000D版本的介損儀已經新增設了低壓屏蔽技術，可以利用反接屏蔽法對C11介損以及電容值進行測量。實際操作中需要將介損儀高壓線與C11下端連接，并對N端和X端短接處理，然后與介損儀信號線CX端有效連接，應用M型屏蔽反接線方式處理。其中，確定試驗電壓數值為10kV，加壓后C11下端通過的電流不會流向測試回路，最終測量得到的為上節電容C11的介損與電容值，不僅效率高且數據可靠。

3 試驗數據結果對比分析

3.1 試驗數據對比

電容式電壓互感器不拆線試驗方法的應用是否具有更大優勢，還需要對試驗結果進行對比分析，以判斷能否將其更廣泛的應用到實際工作中。選擇某220kV電網線路作為研究對象實施測量試驗數據，并且為降低試驗對正常生產生活產生不良影響，應選擇正常檢修計劃時進行。在不拆除高壓引線的情況下，對電容式電壓互感器進行電容量以及介損測量與計算，并得到最終結果。然后選擇拆除高壓引線的方式，對電容式電壓互感器進行常規測量，對比前后兩次所得測量結果，便可得知何種測量方法在實際應用中更具優勢。經過實際測量對比后可以確定，各電容最終測量數據并不存在明顯差異，由此可以判斷不拆線試驗方法結果具有可靠性，且整個操作過程更為簡單，應用優勢更為明顯。

3.2 數據對比分析

對電容式電壓互感器無論是采用拆線還是不拆線方式進行試驗，其中電壓互感器下節部分測量基本相同，因此理論上可以判斷其對應的數據應該相似，暫時可不對其進行研究分析。而對于上節測量來講，無論是操作方式還是測量結果均存在較大差異，因為外接電壓施加的數值大小不同，正常情況下將電容式電壓互感器高壓引線拆除后，應用的為正接法處理，外接電壓值應在10kV左右。如果應用比較新型的反接法處理，則需要將電壓值控制在3kV左右，前后兩種方式差異較大，因此對最終的測量結果影響也更為明顯。

同時電壓互感器上為全膜介質，對應的tanδ未達到0.02%，即便是同時外接電壓數值較小，也不會產生較大損耗，這樣將外界電壓由10kV降低到3kV理論上不會對最終測量結果產生明顯影響。基于此便可以選擇三種不同類似工況電壓互感器來進行試驗和計算，根據其測試結果可以確定不拆線試驗方式具有較高有效性。總結整個試驗過程可以得知，電容式電壓互感器在進行3kV以下電壓下進行不拆線試驗檢測時，所得試驗結果與10kV環境下采取拆線檢測試驗結果吻合性非常高，可證明不拆線試驗檢測結果有效，可以準確反映出待測對象的實際工作狀態，所得試驗檢測結果可以作為下一階段的檢修策略制定提供依據，同時還可以有效規避風險。

4 結語

電容式電壓互感器運行狀態如何，對整個電網供電運輸可靠性與安全性有著十分重要的影響，因此需要對其進行試驗檢測，確定其是否存在異常，并根據檢測結果來編制可行的維護檢修方案，確保其能夠滿足電網運行需求。以220kV電容式電壓互感器為對象，分析不拆線試驗方法在實際應用中的可行性與可靠性，相比傳統拆線試驗方法，其不僅操作工藝簡單，并且安全性更高，還可以得到準確的試驗數據。根據試驗結果可以得知，測量上節電容時僅需要外接3kV左右的電壓即可，雖然會對全膜介質介損產生一定影響，但是可以忽略不計，在實際應用中優勢比較明顯。