20kV發(fā)電機(jī)出口電壓互感器三倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)方法

國家電投集團(tuán)貴州金元股份有限公司納雍發(fā)電總廠電熱檢修部 馬 強(qiáng)

1 壓力變壓器三頻感應(yīng)壓力測試現(xiàn)場預(yù)防事項(xiàng)

電壓互感器三倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)的進(jìn)程中，為預(yù)防因諧振和其他有關(guān)原因造成過電壓現(xiàn)象，必須裝設(shè)過流保障與過壓保障設(shè)備。依據(jù)所測試?yán)@組額定電流的1.15～1.5倍設(shè)置過電流保護(hù)參數(shù)，設(shè)定過壓保護(hù)值為試驗(yàn)電壓的1.15～1.5倍（一般取值為1.2/1.3倍）；試驗(yàn)前須對高壓繞組進(jìn)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(shè)備和人身傷害；試驗(yàn)前需使用電壓測試高壓側(cè)測量方法檢測高壓測量設(shè)備，以確保設(shè)備的精度，并確定測量設(shè)備已正確可靠接地。

應(yīng)對電壓互感器加壓的二次繞組額定電流進(jìn)行核對，電壓互感器三倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)過程中，嚴(yán)格禁止試驗(yàn)被測電流大于互感器再次額定電流。若確實(shí)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(nèi)需采取有效限流的措施，如加裝過流保護(hù)器等；電壓互感器三倍頻感應(yīng)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(guān)聯(lián)現(xiàn)象都要時刻進(jìn)行關(guān)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(dá)到所需測試電壓；電壓互感器三倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)電壓的頻率≤2倍的工頻下，測試時長設(shè)定為1分鐘。檢驗(yàn)電壓頻率>2倍工頻時滿電壓檢驗(yàn)時長（秒）為120×額定頻率/試驗(yàn)頻率，但必須大于15秒；試驗(yàn)過程中若有異常情況出現(xiàn)，須將試驗(yàn)電壓及時降為零。

2 電壓互感器三倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)方式

當(dāng)進(jìn)行三倍頻感應(yīng)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(yàn)的頻率，電壓互感器將在一次測感應(yīng)出對應(yīng)的高壓測試電壓，繼而將其絕緣目的有效地實(shí)現(xiàn)。

通過相關(guān)項(xiàng)目數(shù)據(jù)顯示，斷電故障在供電體系報告中高達(dá)60%。均由裝置出現(xiàn)絕緣引起，整體設(shè)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(xué)信息和物理信息容易出現(xiàn)，該類信息能夠?qū)^緣情況進(jìn)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(guān)重要的作用，無論二次回路還是電壓互感器的穩(wěn)定運(yùn)行都能夠保證。如對電壓互感器進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)，當(dāng)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(dá)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(shí)現(xiàn)的。

為保證電壓互感器耐壓試驗(yàn)的有效性，就必須進(jìn)行三倍頻感應(yīng)的耐壓試驗(yàn)，該耐壓試驗(yàn)頻率主要分為200赫茲和150赫茲與100赫茲，由此測試出相應(yīng)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(dá)成。進(jìn)行分級絕緣電壓互感器三頻感應(yīng)電壓電阻檢測，應(yīng)直接在電壓互感器高壓側(cè)檢測電壓值，以確保其檢測精確率。電壓互感器三倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)高壓側(cè)接時應(yīng)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(yīng)耐壓試驗(yàn)現(xiàn)場若無法直接測量高壓側(cè)，這時可進(jìn)行二次側(cè)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(cè)增強(qiáng)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(yīng)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?xí)l(fā)生絕緣被擊穿情況，檢測裝備準(zhǔn)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(jìn)行控制，從而自行對所檢測產(chǎn)品與設(shè)備進(jìn)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(yīng)。

在進(jìn)行互感器三倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)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(guān)。進(jìn)行電壓互感器三倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)時，在線組上容性電流運(yùn)作中經(jīng)常導(dǎo)致漏電抗電壓降，在電容電流運(yùn)作用時實(shí)質(zhì)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(yīng)。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(dāng)互感器額定電壓為20kV時，當(dāng)進(jìn)行三倍頻耐壓試驗(yàn)時如不考慮容升影響直接加壓使一次側(cè)至47kV時，由于容升影響電壓互感器一次側(cè)實(shí)際電壓已達(dá)到48.41kV。因此，二次繞組若施加三倍頻電壓，務(wù)必相對地將其按照相應(yīng)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算縮小，三倍頻電壓使得互感器試驗(yàn)電壓值準(zhǔn)確度得以保證。

3 電壓互感器三倍感應(yīng)耐壓測試連線及流程

電壓互感器進(jìn)行三頻感應(yīng)耐壓測驗(yàn)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(yīng)末端務(wù)必可靠接地[3-4]。20kV電壓互感器一般在二次側(cè)施壓，110kV與220kV電壓互感器需由協(xié)助繞組增壓開始測驗(yàn)，而協(xié)助繞組開始增壓測驗(yàn)，測試容量需控制在二次側(cè)增壓數(shù)值內(nèi)，且若檢測電壓互感器所需容量較大，可采用二次繞組補(bǔ)償法對電感進(jìn)行補(bǔ)充，也可應(yīng)用輔助組與二次繞組串聯(lián)的方法加壓試驗(yàn)。

試驗(yàn)步驟：首先，將電壓互感器放電進(jìn)行操作，再拆除高壓端的接地引線，試驗(yàn)設(shè)備合理地進(jìn)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(shè)計(jì)圖進(jìn)行連線，連線工作成功后，仔細(xì)地檢查接的線路，以便對操作箱的保護(hù)裝置及時的檢查和調(diào)整。應(yīng)用萬用表測量三相電壓值；其三，合上電源開關(guān)，從零開始操作升壓，試驗(yàn)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(xì)致地觀察，并且電壓波形也要認(rèn)真地關(guān)注，試驗(yàn)電壓提速達(dá)到75%后，增壓速度按2%每秒進(jìn)行，當(dāng)達(dá)到試驗(yàn)電壓開始記時并記錄相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)至耐壓試驗(yàn)時間結(jié)束；最后，電壓互感器三倍頻感應(yīng)耐壓測驗(yàn)操作結(jié)束后，必須將電壓值回調(diào)至鄰近零或?yàn)榱悖詈髷嚅_測試電源連接，電壓互感器放電需使用放電桿進(jìn)行；結(jié)束后拆除試驗(yàn)接線，清理試驗(yàn)現(xiàn)場，如此電壓互感器三頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)正式完成。

當(dāng)電壓互感器進(jìn)行多頻感應(yīng)耐壓測試，而測試電壓頻率低于倍頻時，務(wù)必在滿電壓下進(jìn)行試驗(yàn)1min；當(dāng)試驗(yàn)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(yàn)電壓頻率、單位用赫茲。測驗(yàn)所設(shè)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(yīng)電壓的耐壓試驗(yàn)的持續(xù)時間為40s。試驗(yàn)過程中，若有故障出現(xiàn)導(dǎo)致整個試驗(yàn)停滯情況出現(xiàn)，待檢查且排除故障后，必須重新進(jìn)行電壓互感器三倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)。

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(yàn)電壓為47kV，選用HY-7207D多倍頻耐壓裝置作為試驗(yàn)設(shè)備，根據(jù)容升計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)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(shí)際電壓為228.2V，根據(jù)時間計(jì)算公式t=120×（f1/f2）可得出需施加電壓的實(shí)際持續(xù)時間為40s，試驗(yàn)的過程中，為保證一次側(cè)電壓準(zhǔn)確性，在互感器一次側(cè)加裝YCSGB-50C交直流電壓測試儀進(jìn)行一次側(cè)電壓測量。電壓互感器三倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)成功后需出具試驗(yàn)報告，填寫試驗(yàn)設(shè)備型號、試驗(yàn)人員、被試電壓互感器相關(guān)參數(shù)、周圍氣溫、潮濕度、試驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)等實(shí)質(zhì)信息。

4 結(jié)語

電壓互感器三頻感應(yīng)耐壓測試是一種對試驗(yàn)電壓和頻率有嚴(yán)謹(jǐn)標(biāo)準(zhǔn)的測試，它可以有效檢測電壓互感器的絕緣是否正常，在進(jìn)行試驗(yàn)時要應(yīng)全面周詳、合理操作，避免因失誤損壞導(dǎo)電壓互感器。因此，當(dāng)開始檢測電壓互感器三倍感應(yīng)耐壓時，無論是被試設(shè)備參數(shù)、試驗(yàn)的時間，試驗(yàn)頻率、環(huán)境、試驗(yàn)設(shè)備可靠性等相關(guān)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(yīng)耐壓試驗(yàn)。