電容式電壓互感器電容和介損值測量方法討論

吳蘇州

摘? 要：以220kV電容式電壓互感器為基礎，分別對其原理結構進行了簡單總結;對上下節電容（電磁）單元電容和介損值得測量進行了詳細討論;對正接法、反接法、自激法各自的優點、缺陷以及適用條件進行了詳細介紹，并分別對其誤差進行了分析;對各自方法提出了改進措施及建議。

關鍵詞：電容式電壓互感器，介損值，正接法，反接法，自激法

0引言

一般商用的電壓互感器（PT）主要分為兩種：電容式電壓互感器（CVT）和電磁感應式電壓互感器。電容式電壓互感器，由于在抑制系統鐵磁諧振方面有著獨特的優良性能，以及可以在系統長途通信方面可以當耦合成載波，成為了變電站內一種非常重要的設備，所以目前我國110kV電壓等級以上的變電站90%以上放棄老式的電磁式電壓互感器而采用電容式電壓互感器。本文主要針對電容式電壓互感器的電容量及其介損的測量進行了分類討論。

1? 電容式電壓互感器的基本原理及其結構介紹

電容式電壓互感器由串聯電容的分壓單元、降壓和隔離的電磁單元（含中間變壓器和電抗器）和接線端子盒等結構構成。

2? 電容和介損測量方法

2.1電容式電壓互感器內部接線圖

如圖1、2中所示：C1電容分壓器的高壓臂;C11電容分壓器高壓臂的一部分，上節電容器;C12電容分壓器高壓臂的一部分，置于下節電容器中;C2電容分壓器的低壓臂，與C12 組成下節電容器;YH中間變壓器;A-CVT頂端;A，-兩節電容器的連接法蘭;A21-中間變壓器一次繞組高壓端子與電容分壓器的連接點，即中壓端子，δ-電容分壓器的低壓端，通信端子;X-中間變壓器一次繞組尾端[2]。下面將據以上各圖分別介紹電容量的測量方法。

2.2 C11的測量方法

2.2.1引出A1端子，A端拆線時：

（1）正接法：A，加壓，A測量

（2）正接法：A加壓，A，測量

（3）反接法：A加壓，A，接地

（4）反接屏蔽法： A，加壓，A接地，A1高壓屏蔽

2.2.2引出A1端子，A端不拆線時：

（1）反接屏蔽法：A，加壓，A接地，A1高壓屏蔽

2.2.3不引出A1端子，A端拆線時：

（1）正接法：A，加壓，A測量

（2）正接法：A加壓，A，測量

（3）反接法：A加壓，A，接地

2.3 C12的測量方法

2.3.1引出A1端子，A端拆線時：

（1）正接法：A1加壓， A，測量，δ，X接地，二次繞組開路，單端接地。

（2）正接法：A，加壓 ，A1測量，X 接地，二次繞組短路，δ端子接地或懸空。

（3）反接法：A，加壓，A1接地。

（4）自激法：A，，δ接介損儀，X接地，二次繞組開路，單端接地。

2.3.2引出A1端子，A端不拆線時：

（1）正接法：A1加壓， A，測量，δ，X接地，二次繞組開路，單端接地。

（2）正接法：A，加壓 ，A1測量，X 接地，二次繞組短路，δ端子接地或懸空。

（3）自激法：A，，δ接介損儀，X接地，二次繞組開路，單端接地。

2.3.3不引出A1端子，A端拆線時：

（1）自激法：A，，δ接介損儀，X接地，二次繞組開路，單端接地。

2.3.4不引出A1端子，A端拆線時：

（1）自激法：A，，δ接介損儀，X接地，二次繞組開路，單端接地。

2.4 C2的測量方法

2.4.1引出A1端子，A端拆線或不拆線均可：

（1）正接法：A1加壓，δ測量，X接地，二次繞組開路、單端接地或懸空。

（2）正接法：A1加壓，δ測量，X懸空，二次繞組開路、單端接地或懸空。

（3）正接法：A1、X短接加壓，δ測量，二次繞組開路或短路、接地或懸空。

（4）正接法：δ加壓，A1測量，X懸空或接地，二次繞組短路、接地或懸空。

（5）自激法：A，，δ接介損儀，X接地，二次繞組開路，單端接地[3]。

2.4.2不引出A1端子，A端拆線時：

（1）自激法：A，，δ接介損儀，X接地，二次繞組開路，單端接地。

2.5下節電容器（C2+C12）的測量方法

2.5.1引出A1端子，A端拆線或不拆線均可：

（1）正接法：A，加壓，δ測量，X懸空，二次繞組短路（懸空或接地）;

（2）正接法：A，加壓，δ接地，X懸空，二次繞組短路（懸空或接地）;

（3）利用自激法分別測量C2，C12后，然后通過計算可得到下節電容器的值。

3? 測量方法及誤差分析

3.1對上節電容C11的測量

由圖 2可以看出，當測量上節電容單元內各節電容的電容及介損值時，對于處于檢修狀態并已拆除高壓引線的電容式電壓互感器來說，采用正接法測量上節電容的電容及介損值是一種簡單有效的方法，從原理圖上也可看出，沒有過多的干擾因素，測量結果真實度比較高。目前這種方法已經得到普遍廣泛的應用。但是，實際操作中只有在實驗室可以方便地采取正接法，而在實際變電站運行工作中，拆除運行中的電容式電壓互感器的高壓引線往往需要巨大的人力、物力、財力，并且勢必會增加對其他相鄰帶電間隔的防護措施，這給檢修工作帶來了不可估量的工作內容，所以我們一般采用反接法來測量實際的電容式電壓互感器的上節電容C11。

反接法無需拆除上端高壓引線，而是將高壓引線接地，此時在中間法蘭A，處加壓，將δ點和中間變壓器的末端X連接后并接地，并將此點作為屏蔽點，連接介損儀的反接屏蔽線 ，此法可以避免中間變壓器自身內阻和下節電容的影響，防止中間變壓器進行分流，造成介損值tanδ偏離實際值。所以反接線屏蔽法取得的結果一般真實可信，基本不影響實際項目工作所需要的精度，現場測量一般更偏向于選用此法。

3.2對下節電容C2和C12的測量

由于目前變電站具體的CVT設備中，采用的都是從中間變壓器末端引出，而沒有采用上下節電容單元分裝引出的結構，所以實際工作中的難點在于測量C2和C12和具體電容大小以及介損值。

由上面所述，可以采用正接法或者反接法測量下節電容C2和C12，但無論哪種方法，都不能具體測出C2和C12的分別值，測出來的而是C2和C12的串聯值大小。

為了測出下節電容C2和C12各自電容值和介損值得大小，也為避免中間電壓器內部阻抗的的干擾，實際測量下節電容C2和C12應采用自激法。

自激法是以電容式電壓互感器的中間變壓器作為勵磁變壓器，從它的二次繞組施加電壓對其進行加壓，在其一次繞組感應出的高壓作為測量下節電容及介損值的電壓，如圖7所示，測量C2的電容量及介損值，Cn與中間法蘭處A，連接，將中間變壓器一次繞組末端與電橋Cx相連接，從二次繞組進行加壓[4]，利用泛華AI-6000介損儀即可測量出C2的電容量及介損值得大小。同理亦可以測出C12的電容量及介損值。

利用自激法測量下節電容C12時，下節單元中各元件端子上的雜散電壓會影響δ端的電壓大小和相位變化，帶來不必要的干擾，從而影響最終結果的精確度，與實際存在值之間有著比較大的誤差。除此之外，由于下節電容C2及其末端存在對地電阻，C2末端的電壓相位超前所加電壓源相位，標準電容Cn的電流相位也將前移，使得介損量測量值偏大。

4結束語

（1）筆者通過220kV電容式電壓互感器，對電容式電壓互感器的電容量和介損值的實際測量進行了分類和總結，得出一些自己的看法和見解，對今后工作中類似問題有了一定的參考和借鑒。

（2）對上節電容單元測量電容量和介損值時，正接法和反接法得出的結果比較真實;用正接法測量下節電容單元時，容易產生比實際數據小的結果;用反接法測量下節電容單元時，測量出的電容和介損值較大。

（3）用自激法測量下節電容單元時，電容和介損值相對誤差較小，但δ端的電壓幅值和相位容易受到干擾，以及中間變壓器末端對地電阻使得介損測量值高于實際正常值[5]。

參考文獻

[1]? 王蕾云等，電容式電壓互感器介損現場測量方法及誤差分析，電力電容器與無功補償.

[2] 劉輝，電容式電壓互感器電容量和介損試驗方法的探討，變壓器.

[3]林育錦，電容式電壓互感器介損現場測試方法淺析，電力電容器與無功補償.

[4]常美生，電容式電壓互感器電容和介損試驗的分析，電力學報.

[5] 楊殿生，電容式電壓互感器介損測試分析，電力電容器與無功補償.