電容式電壓互感器結(jié)構(gòu)原理試驗方法運(yùn)行維護(hù)故障分析.ppt

電容式電壓互感器(CVT) Capacitor Voltage Transformers,用途,電壓互感器（商業(yè)應(yīng)用）分電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器兩種。 目前CVT在我國的市場占有率： 3566kV等級， 少量有用； 110kV等級， 80%以上； 220kV等級， 95%以上； 330750kV等級， 100%。,CVT原理、結(jié)構(gòu)和主要性能參數(shù),C1高壓電容 C2中壓電容 T中間變壓器 L補(bǔ)償電抗器 D阻尼器 F保護(hù)裝置 1a、1n主二次1號繞組 2a、2n主二次2號繞組 da、dn剩余電壓繞組(100V),電容式電壓互感器 使用,圖 5 阻尼器原理線路 原因 速飽和電抗器型阻尼器的坡莫合金鐵心特性沒有達(dá)到要求。 阻尼器串聯(lián)電阻的參數(shù)配置不當(dāng)。 中壓變壓器的磁密偏高。,電壓互感器結(jié)構(gòu)原理,CVT原理、結(jié)構(gòu)和主要性能參數(shù),電容式電壓互感器由電容分壓器和電磁單元組成。電容分壓器由C1高壓電容和C2中壓電容串聯(lián)組成。電磁單元由中間變壓器、補(bǔ)償電抗器串聯(lián)組成。 電容分壓器可作為耦合電容器，在其低壓端N端子連接結(jié)合濾波器以傳送高頻信號。 通過電容分壓器的分壓，將分壓后得到的中間,電壓（一般為1020kV）通過中間變壓器降為100/ V和100V（或100/3V）的電壓，為電壓測量及繼電保護(hù)裝置提供電壓信號。為了補(bǔ)償由于負(fù)載效應(yīng)引起的電容分壓器的容抗壓降，使二次電壓隨負(fù)載變化減小，在中壓回路中串接有電抗器，設(shè)計時使回路等效容抗和感抗值基本相等，以便得到規(guī)定的負(fù)荷范圍和準(zhǔn)確級的電壓信號。在中間變壓器二次側(cè)的一個繞組上，接有阻尼器，以便能夠有效地抑制鐵磁諧振。,CVT原理、結(jié)構(gòu)和主要性能參數(shù),結(jié)構(gòu) 油浸（充氣）、單相、單柱式 電容分壓器： 介質(zhì)：膜紙復(fù)合浸C1O1（或烷基苯）。 油補(bǔ)償裝置：內(nèi)置式、外置式擴(kuò)張器。 瓷套與密封。,CVT原理、結(jié)構(gòu)和主要性能參數(shù),電磁單元： 中壓變壓器 補(bǔ)償電抗器 阻尼器 油箱和二次端子盒,試驗標(biāo)準(zhǔn) 工廠試驗標(biāo)準(zhǔn)： GB/T 4703-2001電容式電壓互感器（IEC60187：1987等效采用版本） GB/T 19749-2005耦合電容器和電容分壓器（IEC 60358:1990 耦合電容器和電容分壓器的修改采用版本 ）。 IEC60044-5 電壓互感器之第五部分電容式電壓互感器 IEC 60358:1990 耦合電容器和電容分壓器 現(xiàn)場試驗標(biāo)準(zhǔn)： 另外，現(xiàn)場試驗中，用戶針對電容式電壓互感器有其相應(yīng)的驗收規(guī)范，例如,SD301-88交流500kV電器設(shè)備交接和預(yù)防性試驗規(guī)程 SD333-89進(jìn)口電流互感器和電容式電壓互感器技術(shù)規(guī)范 GB50150-91電氣安裝工程和電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn),電容式電壓互感器試驗分類、項目及基本規(guī)則,電容式電壓互感器的試驗按結(jié)構(gòu)組成分類,包括: 電容分壓器試驗 電磁單元試驗 電容式電壓互感器整體試驗 每一部分按試驗類型分,又都包括: 出廠試驗 型式試驗 驗收試驗,出廠試驗,外觀檢驗(整體部分) 密封性試驗(整體部分) 繞組的極性檢驗(電磁單元部分) 電磁單元的工頻耐受電壓試驗(電磁單元部分) 低壓端子對地工頻耐受電壓試驗(電磁單元部分) 保護(hù)裝置工頻放電電壓試驗(電磁單元部分) 準(zhǔn)確度試驗(整體部分),耦合電容器及電容分壓器試驗 出廠試驗,外觀檢驗 密封性試驗 工頻下電容測量 端子之間的工頻或操作沖擊試驗 低壓端子對接地端子工頻耐受電壓試驗 測量損耗角正切值 局部放電試驗,耦合電容器及電容分壓器試驗 型式試驗,高頻電容及等值串聯(lián)電阻測量 低壓端子對地雜散電容及雜散電導(dǎo)測量 操作沖擊耐受電壓試驗（干試） 工頻交流電壓或操作沖擊電壓試驗（濕試） 雷電沖擊耐受電壓試驗 放電試驗 局部放電試驗測量 電容溫度系數(shù) 機(jī)械強(qiáng)度試驗,型式試驗,雷電沖擊耐受電壓試驗(整體部分) 操作沖擊耐受電壓試驗(整體部分) 鐵磁諧振試驗(整體部分) 瞬變響應(yīng)試驗(整體部分) 電磁單元的工頻耐受電壓試驗（濕試） (電磁單元部分) 電磁單元的溫升試驗(電磁單元部分) 承受短路能力試驗(整體部分) 準(zhǔn)確度試驗(整體部分),電容式電壓互感器檢驗的基本規(guī)則,出廠試驗 出廠試驗的目的 在于檢驗制造中的缺陷和測定互感器的準(zhǔn)確度，所以出廠試驗由制造廠對需出廠的每一臺互感器進(jìn)行。 誤差試驗應(yīng)在耐受電壓試驗之后進(jìn)行，其余項目的次序可不作規(guī)定。 型式試驗 型式試驗的目的 在于考核互感器的設(shè)計、材料和制造等方面是否滿足試驗標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)條件所規(guī)定的性能和運(yùn)行要求。 進(jìn)行型式試驗的時間和周期 新產(chǎn)品研制出來時應(yīng)進(jìn)行型式試驗。,電容式電壓互感器檢驗的基本規(guī)則,在生產(chǎn)過程中，當(dāng)材料、工藝或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等有所改變，且其改變有可能影響產(chǎn)品的性能時，應(yīng)重新進(jìn)行型式試驗，此時允許只進(jìn)行與這些改變有關(guān)的試驗項目。 在正常生產(chǎn)中，型式試驗應(yīng)至少每五年進(jìn)行一次。 有關(guān)要求和規(guī)定 用來作型式試驗的互感器應(yīng)首先進(jìn)行出廠試驗。出廠試驗合格后，方可進(jìn)行型式試驗。其出廠試驗結(jié)果也應(yīng)在型式試驗報告中給出。 型式試驗中的所有耐受電壓試驗的試驗項目應(yīng)在同一臺互感器上進(jìn)行,電容式電壓互感器檢驗的基本規(guī)則,驗收試驗 驗收試驗的目的 驗收試驗主要是購買方在安裝前進(jìn)行的試驗。是為了檢驗互感器在運(yùn)輸中有否受到損傷，確保所安裝的互感器是良好的。 有關(guān)要求和規(guī)定 一次端子間的工頻耐受電壓試驗值應(yīng)不超過規(guī)定試驗電壓的75。 準(zhǔn)確度試驗應(yīng)在允許頻率范圍和額定電壓下進(jìn)行。,電容式電壓互感器試驗方法,外觀檢驗 試驗?zāi)康?檢驗互感器的外觀性能。檢驗互感器的金屬件外露表面是否具有良好的防腐蝕性能，產(chǎn)品銘牌及端子標(biāo)志是否符合圖樣要求。 試驗方法 目測，觀察。,電容式電壓互感器試驗方法,密封性試驗 試驗?zāi)康?檢驗互感器（包括電容分壓器和電磁單元）各密封部位的密封性能。 試驗方法 電磁單元的密封性試驗方法一般由制造廠規(guī)定，一般通過給試品充油壓或給試品加溫進(jìn)行，具體要求和方法由制造廠提出。,電容式電壓互感器試驗方法,繞組的極性檢驗 試驗?zāi)康?檢驗互感器的極性是否正確，為后面的試驗項目做好 準(zhǔn)備，防止誤差試驗時儀器故障。 標(biāo)有大寫體和小寫體的同一字母的端子，在同一瞬間應(yīng)具有同一極性，即所謂減極性。 試驗方法 電磁單元繞組的極性檢驗一般用直流法進(jìn)行，如圖1所示，用1.5V干電池的正極接在一次繞組的A端，負(fù)極接在一次繞組的X端，直流毫安表的正極接在二次繞組的a端，負(fù)極接在二次繞組的n端,瞬間接通開關(guān)，電流表按順時方向擺動為減極性。,圖1極性檢驗,電容式電壓互感器試驗方法,耐受電壓試驗 試驗?zāi)康?保證試品的絕緣性能，使試品在系統(tǒng)運(yùn)行時能夠承受來自系統(tǒng)的各種過電壓的沖擊。互感器的高壓端子和接地端子之間的絕緣應(yīng)能承受如表3所列的耐受電壓。,電容式電壓互感器試驗方法,電容式電壓互感器試驗方法,標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了安裝運(yùn)行地區(qū)的海拔不超過1000 m絕緣水平。若安裝運(yùn)行地區(qū)的海拔超過1000 m，則應(yīng)按海拔高度來折算。 用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定耐受電壓乘以海拔校正系數(shù)Ka，其中，Ka計算方法我國國家標(biāo)準(zhǔn)和IEC有所不同。 GB311中，計算公式如下：,電容式電壓互感器試驗方法,IEC60044-5中，計算公式如下： 其中： h：海拔值，單位：m； m：=1，工頻和雷電沖擊時； =0.75 ，操作沖擊時。,電容式電壓互感器試驗方法,短時工頻耐受電壓試驗 如圖2所示，相應(yīng)的試驗電壓施加于高壓端子與接地端子之間（低壓端子與接地端子相連接）。耐受時間1min。試驗前后可用電橋測量電容及介損，用于判斷是否有元件擊穿等故障發(fā)生。 短時工頻耐受電壓試驗可分為干試與濕試，試驗可分別對電容分壓器和電磁單元進(jìn)行。 對于電容分壓器的試驗，濕試不允許分節(jié)進(jìn)行，干試可分節(jié)進(jìn)行。若分節(jié)進(jìn)行試驗，應(yīng)按下式來計算單節(jié)試驗電壓。,圖2 工頻耐壓試驗,電容式電壓互感器試驗方法,對于電磁單元部分的試驗，試驗過程中應(yīng)注意以下幾個問題： 電磁單元中壓回路的耐受電壓水平按下式計算， 式中：U1t互感器高壓端子和接地端子間的試驗電壓； C1 、 C2分別為電容分壓器的高壓電容和中壓電容；,電容式電壓互感器試驗方法,K 電壓分布不均勻系數(shù)，可取1.05。 對于電磁單元的工頻耐受電壓試驗，試驗前把電磁單元與電容分壓器分開。當(dāng)電磁單元的中壓端子外露時，型式試驗應(yīng)在淋雨狀態(tài)下進(jìn)行。試驗分別對電磁單元的變壓器、電抗器和鐵磁諧振阻尼裝置進(jìn)行，試驗時應(yīng)注意將阻尼裝置與變壓器的連接線拆開。電磁單元內(nèi)若接有過電壓保護(hù)用放電器件，在試驗時也應(yīng)將其連接線拆開。,電容式電壓互感器試驗方法,對變壓器一次繞組進(jìn)行試驗時，試驗電壓值應(yīng)為按式（3）計算。試驗電壓可以直接用單獨(dú)電源來供給，也可以由二次側(cè)感應(yīng)得到。無論用哪一種方式得到試驗電壓，均應(yīng)在高電壓側(cè)測量試驗電壓。當(dāng)電壓升到試驗電壓值以后，歷時1 min，然后立即把電壓降下來。 在試驗過程中應(yīng)注意：變壓器的鐵心、未接電源的二次繞組的一個端子和一次繞組的低電壓端子以及油箱外殼均應(yīng)接地，而未接電源的繞組處于空載狀態(tài)。 試驗時，為避免鐵心過度飽和，試驗電壓的頻率可以增加到額定值以上。如果頻率超過額定值的兩倍，試驗時間可以減小到按式（4）計算之值，但不得短于15 s。,電容式電壓互感器試驗方法,式中：t用頻率為t的電壓來試驗時所需經(jīng)歷的時間，單位s。 ft試驗電壓的頻率。 在試驗中有否損壞，可以用在試驗前后測量變壓器的空載電流和損耗的方法來檢驗。 電抗器的耐受電壓試驗用單獨(dú)電源來進(jìn)行，歷時1 min。電抗器繞組的端子之間的絕緣水平及其保護(hù)器件的放電電壓，應(yīng)與在二次側(cè)短路和開斷等過程中電抗器上可能出現(xiàn)的最大過電壓水平相適應(yīng)。具體數(shù)值由制造廠規(guī)定。為避免鐵心過度飽和，可以提高試驗電壓的頻率，此時試驗時間按上述規(guī)定適當(dāng)縮短。,電容式電壓互感器試驗方法,其他部件的絕緣水平 電磁單元中壓回路的接地端子與地之間，二次繞組的端子（含附件）對地及其相互之間的絕緣應(yīng)能承受工頻3 kV（方均根值）的試驗電壓，歷時1 min。 電容分壓器的低壓端子對地絕緣應(yīng)能承受工頻10 kV（方均根值）的試驗電壓，歷時1 min，若低壓端子不暴露在風(fēng)雨中，則試驗電壓為4 kV（方均根值）,電容式電壓互感器試驗方法,雷電沖擊耐受電壓試驗 雷電沖擊耐受電壓試驗在互感器整體上進(jìn)行，試驗電壓的波形為（1.25）（4060）s。也可分別對電容分壓器（不允許分節(jié)進(jìn)行）和電磁單元進(jìn)行，電磁單元試驗電壓按變比計算得到。 試驗時，應(yīng)施加正極性和負(fù)極性沖擊各15次，如果在連續(xù)的15次沖擊中未發(fā)生多于2次的閃絡(luò)且未發(fā)生擊穿，則認(rèn)為互感器通過了試驗。 操作沖擊耐受電壓試驗（濕試） 操作沖擊耐受電壓試驗（濕試）在互感器整體上進(jìn)行，試驗電壓的波形為2502500 s。也可僅對電容分壓器進(jìn)行（不允許分節(jié)進(jìn)行），而電磁單元則用上述短時工頻耐受電壓試驗考核。,操作沖擊耐受電壓試驗時，應(yīng)施加正極性和負(fù)極性沖擊各15次，如果在連續(xù)的15次沖擊中未發(fā)生多于2次的閃絡(luò)且未發(fā)生擊穿，則認(rèn)為互感器通過了試驗。 操作沖擊試驗只對330kV以上產(chǎn)品進(jìn)行，這和系統(tǒng)中過電壓存在和保護(hù)水平有關(guān)。若試品進(jìn)行了操作沖擊濕耐受電壓試驗，則不需再進(jìn)行工頻濕試驗和操作沖擊干耐受電壓試驗。,電容式電壓互感器試驗方法,電磁單元的溫升試驗 試驗?zāi)康?檢驗互感器在正常及系統(tǒng)故障情況下的溫升情況。 試驗方法 試驗只在電磁單元上進(jìn)行，在額定頻率和規(guī)定負(fù)荷（功率因數(shù)為0.8（滯后）1之間的任一數(shù)值）下，給試品施加規(guī)定電壓， 當(dāng)每小時的溫度上升值不超過1 時，即認(rèn)為已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。 規(guī)定負(fù)荷即每個二次繞組上分別接有各自最大負(fù)荷來進(jìn)行本試驗，如果互感器規(guī)定了極限熱負(fù)荷，試驗時應(yīng)加極限熱負(fù)荷值。 電壓測量應(yīng)在一次繞組上進(jìn)行，因為實際二次電壓可能明顯地降低。,繞組溫升應(yīng)采用電阻法測量。對電阻值很小的繞組，也可以采用熱電偶法測量。其他部位的溫升可用溫度計或熱電偶法測量。 試驗程序為： a）不論其額定電壓因數(shù)和允許運(yùn)行時間如何，對所有互感器的電磁單元均應(yīng)在二次繞組接有額定負(fù)荷（如果有多個額定負(fù)荷值，應(yīng)取最大者）和剩余電壓繞組不接負(fù)荷的條件下，施加1.2倍額定電壓連續(xù)進(jìn)行試驗，直到溫度達(dá)到穩(wěn)定為止。 如果規(guī)定了熱極限輸出，電磁單元還應(yīng)增加如下試驗，即在額定一次電壓和對應(yīng)其熱極限輸出且功率因數(shù)為1的負(fù)荷下進(jìn)行試驗。如果對一個或多個二次繞組規(guī)定了,電容式電壓互感器試驗方法,熱極限輸出，應(yīng)分別對其進(jìn)行試驗，除非另有規(guī)定，每次試驗只有一個二次繞組連接對應(yīng)其熱極限輸出且功率因數(shù)為1的負(fù)荷。此時，其他二次繞組不接負(fù)荷。 此時各繞組的溫升應(yīng)不超過60 。 b）額定電壓因數(shù)為1.5（或1.9）、允許運(yùn)行時間為30 s的互感器，其電磁單元應(yīng)在a）項1.2倍額定電壓下的溫升試驗達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，立即施加1.5（或1.9）倍額定電壓（此時二次繞組和剩余電壓繞組應(yīng)接有最大的額定負(fù)荷），歷時30 s。 此時各繞組溫升應(yīng)不超過70 。,電容式電壓互感器試驗方法,本試驗也可以從冷態(tài)開始，各繞組溫升應(yīng)不超過10 。 c）額定電壓因數(shù)為1.9、允許運(yùn)行時間為8 h的互感器，其電磁單元應(yīng)在a）項1.2倍額定電壓下的溫升試驗達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，立即施加1.9倍額定電壓（此時二次繞組應(yīng)接有最大的額定負(fù)荷，剩余電壓繞組接有額定負(fù)荷或熱極限負(fù)荷），歷時8 h。 此時各繞組溫升應(yīng)不超過70 。 在上述各種試驗條件下，電磁單元的鐵心及其他金屬件表面、油頂層的溫升應(yīng)不超過50 。 另外，新的IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如果安裝地區(qū)的海拔超過1000m，海拔每升高100m，互感器的溫升應(yīng)相應(yīng)降低。對于充油的電磁裝置應(yīng)降低0.4%；對于干式電磁裝置應(yīng)降低0.5%。,電容式電壓互感器試驗方法,6）電容介損測量 試驗?zāi)康模簷z驗電容器的電容及介損，并作為元件好壞的判據(jù)。 試驗方法：電容測量應(yīng)在工頻耐受電壓試驗前，在不高于15%的電壓下進(jìn)行初測，工頻耐受電壓試驗之后在（0.91.1）Un電壓下進(jìn)行復(fù)測。在試驗室試驗時，一般采用正接法。在現(xiàn)場驗收時，用反接法較多。反接法試驗時，由于電橋處于高電位，所以應(yīng)注意安全，測試電壓一般也達(dá)不到要求（較低）。,圖5 反接法原理圖,圖4 正接法原理圖,電容式電壓互感器試驗方法,高頻電容及等值串聯(lián)電阻測量 試驗?zāi)康?檢驗電力載波該頻通路的阻抗。 試驗方法 可在分節(jié)電容器上進(jìn)行，采取相應(yīng)的屏蔽措施，測量引線應(yīng)盡量短。特別是試品測量較大時，更應(yīng)該注意測量回路的屏蔽和引線，否則導(dǎo)致電容量偏大。 在額定溫度范圍內(nèi)，在30500kHz的高頻下，電容器高低壓端子之間的電容值相對于額定電容的偏差不得超過-20%或+50%，且等值串聯(lián)電阻不得超過40。 對于較低頻率（例如30100kHz）和溫度類別的下限溫度，或電容不超過2000pF的電容疊柱，或Um大于42kV者，其等值串聯(lián)電阻允許大于40。,電容式電壓互感器試驗方法,試驗一般用電平振蕩器和選頻器作為高頻電源，用導(dǎo)納電橋測量，所測參數(shù)為并聯(lián)電容和并聯(lián)電導(dǎo)，需將數(shù)值等效為等值串聯(lián)參數(shù)。 計算公式為：,電容式電壓互感器試驗方法,低壓端子對地雜散電容及雜散電導(dǎo)測量 試驗?zāi)康?檢驗互感器的雜散電容及電導(dǎo)，其值有可能引起高頻信號的損失或衰減。 試驗方法 可在互感器下節(jié)（分壓器和電磁裝置的組裝體）上進(jìn)行試驗，試驗用電平振蕩器和選頻器作為高頻電源，用導(dǎo)納電橋測量其電容及電導(dǎo)值。 對于電容器，雜散電容不得超過200pF，雜散電導(dǎo)不得超過20S；對于電容式電壓互感器，雜散電容不得超過300+0.05Cn pF，雜散電導(dǎo)不得超過50S。,電容式電壓互感器試驗方法,放電試驗 試驗?zāi)康?檢驗電容器內(nèi)部引線、結(jié)構(gòu)等性能，保證電容器在強(qiáng)電流沖擊下不致造成電容器內(nèi)部故障。 試驗方法：試驗可在單節(jié)電容器上進(jìn)行。給試品施加直流電壓，然后通過靠近試品放置的棒狀間隙放電，在5min內(nèi)充放電兩次。放電頻率應(yīng)在0.51Mhz內(nèi),試驗前后應(yīng)用電橋測量電容器的電容值，判斷電容器是否有損傷或故障。,電容式電壓互感器試驗方法,局部放電試驗 試驗?zāi)康?檢驗電容器內(nèi)介質(zhì)的電器性能，特別是工藝處理過程是否得到嚴(yán)格的控制。 試驗方法 在國家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)中，沒有要求進(jìn)行電容式電壓互感器整體或中間變壓器的局部放電檢測，只要求對耦合電容器和電容分壓器進(jìn)行局部放電檢測，電容器的局部放電可分節(jié)進(jìn)行。,圖6 平衡回路測量局部放電圖,電容式電壓互感器試驗方法,表4局部放電試驗電壓,1.1Um/,1.1Um/,給試品施加工頻預(yù)加電壓，至少保持10s后，迅速降至測量電壓。型式試驗中測量保持1小時，每隔10min需測量一次放電量；出廠試驗中至少保持1 min后進(jìn)行測量。測量和預(yù)加電壓見下表4。 由于試品為耦合電容器，不需用專門的耦合電容器，采用平衡回路，既排除了干擾，又提高了工作效率，所以，均采用平衡回路。,電容式電壓互感器試驗方法,測量電容溫度系數(shù) 試驗?zāi)康?檢驗電容器隨溫度變化的規(guī)律，其變化在溫度范圍內(nèi)會影響到互感器的誤差性能。 試驗方法 由于所選用的材料和所選用的處理工藝相同，所以不需用對每節(jié)電容器進(jìn)行試驗，將試品放入恒溫箱內(nèi)，調(diào)節(jié)不同溫度，待試品內(nèi)部溫度和烘箱內(nèi)溫度相同后，用電橋測量電容及介損值。用回歸法分析求出電容溫度系數(shù)C。 電容器溫度類別下限溫度和比上限溫度高15K的溫度范圍內(nèi)測得的電容溫度系數(shù)的絕對值不大于510-4K-1。,如溫度類別為-25/A。則試驗溫度范圍為-25+55。 實際上，電容溫度系數(shù)的高低并不代表產(chǎn)品性能的好壞，只和介質(zhì)搭配有關(guān)。電容器紙的特性為正電容溫度系數(shù)，而電容器用膜為負(fù)電容溫度系數(shù)，這就是互感器用耦合電容為膜紙復(fù)合的一個原因。 準(zhǔn)確度試驗 試驗?zāi)康?準(zhǔn)確度是互感器最主要的性能指標(biāo)之一，試驗的目的在于檢驗互感器的準(zhǔn)確度是否達(dá)到誤差限值范圍內(nèi)。,電容式電壓互感器試驗方法,試驗方法 誤差試驗方法如圖7所示，圖7為測試1a1n繞組時的試驗回路，,圖7 電容式電壓互感器誤差試驗回路,電容式電壓互感器試驗方法,試驗時必須注意將負(fù)載電纜與測試電纜分開，以免由于負(fù)載壓降造成不必要的測試誤差。試驗應(yīng)對互感器的每一個二次繞組分別進(jìn)行，各個二次繞組所加負(fù)荷的大小應(yīng)符合表5的有關(guān)要求，負(fù)荷的功率因數(shù)為0.8（滯后）。對同時用于測量和保護(hù)的二次繞組，應(yīng)分別按測量和保護(hù)準(zhǔn)確級的要求進(jìn)行試驗。 對于測量準(zhǔn)確級的試驗，應(yīng)分別在80、100和120的額定電壓下進(jìn)行。 對于保護(hù)準(zhǔn)確級的試驗，應(yīng)分別在額定電壓乘以2，5，100和額定電壓因數(shù)的電壓下進(jìn)行。 剩余電壓繞組在額定電壓乘以額定電壓因數(shù)的電壓下試驗時接額定負(fù)荷，在其他電壓下試驗時不接負(fù)荷。 標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級、相應(yīng)的誤差限值及規(guī)定的運(yùn)行條件如表5所示。在2額定電壓下，保護(hù)準(zhǔn)確級的誤差限值為5額定電壓下誤差限值的2倍。,電容式電壓互感器試驗方法,型式試驗 除在規(guī)定的電壓和負(fù)荷下進(jìn)行試驗外，還應(yīng)在額定頻率并在室溫和兩個極限溫度下，以及在一恒定溫度和兩極限頻率下在正常連接的互感器上進(jìn)行。 對于準(zhǔn)確級為1.0及更低的互感器，上述試驗可以在等效電路上進(jìn)行，對于0.2至0.5級的互感器，是否可以采用等效電路試驗，由制造廠確定。 如果采用等效電路，必須在相同的電壓、負(fù)荷、頻率和溫度等條件下進(jìn)行兩次測量，一次在正常連接的互感器上，一次在等效電路上進(jìn)行。這兩次測量結(jié)果的差值，應(yīng)不超過相應(yīng)的準(zhǔn)確級限的50（例如：對于0.5級不超過0.25和10）。,電容式電壓互感器試驗方法,電容式電壓互感器試驗方法,出廠試驗 試驗可以在正常連接的互感器上或在等效電路上，在允許頻率范圍內(nèi)的某一頻率下和允許溫度范圍內(nèi)的某一溫度下進(jìn)行。試驗時的實際頻率和溫度值應(yīng)記入報告中。如果在相同互感器上的型式試驗已經(jīng)表明用較少次數(shù)的電壓和或負(fù)荷的試驗已足以證明它符合準(zhǔn)確度要求，允許在出廠試驗中減少試驗次數(shù)。 溫度和頻率對誤差的影響 由于試驗條件所限，溫度對誤差的影響可不進(jìn)行試驗，可利用近似計算公式如下式（8）、（9）進(jìn)行計算，但電容分壓器在整個允許溫度范圍內(nèi)（如-25/A）的溫度特性（電容溫度系數(shù)c）必須經(jīng)過測試，則在極限溫度值下的誤差可以根據(jù)在某一溫度下測定之值和分壓器的溫度系數(shù)以計算方法來確定。,電容式電壓互感器試驗方法,由于電容式電壓互感器特殊的工作原理，其誤差對頻率很敏感。頻率對其誤差的影響，雖有近似公式可以計算， 但計算誤差很大。所以在型式試驗時必須按規(guī)定進(jìn)行此試驗。,電容式電壓互感器試驗方法,承受短路能力試驗 試驗?zāi)康?檢驗二次系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時互感器的承受短路電流造成的機(jī)械和熱的效應(yīng)的能力。 試驗方法 在互感器一次側(cè)施加額定電壓的情況下，將二次端子短接。短路試驗進(jìn)行一次，持續(xù)時間1 s。 被試互感器冷卻到環(huán)境溫度后，若能滿足下列要求，則認(rèn)為通過本試驗： a）無可見的損傷； b）其誤差與試驗前的差異不超過其準(zhǔn)確級誤差限值的50；,c）電磁單元中變壓器的一次和二次繞組能承受工頻耐受電壓試驗（試驗電壓降低到規(guī)定值的90）。 d）經(jīng)檢查，電磁單元中變壓器的一次繞組和二次繞組表面的絕緣無明顯的劣化現(xiàn)象（如碳化）。如果繞組是由銅導(dǎo)線制成的，且相應(yīng)的電流密度不大于160 Amm2，則可不進(jìn)行此項檢查。電流密度是以實測的二次繞組對稱短路電流方均根值（對于一次繞組則除以額定變壓比）計算得到的。,電容式電壓互感器試驗方法,鐵磁諧振試驗 試驗?zāi)康?檢驗在系統(tǒng)非正常情況下造成互感器鐵芯飽和后，互感器的自恢復(fù)能力。 試驗方法 本試驗可在正常連接（圖9）的互感器上進(jìn)行，也可以在等效電路（圖10）上進(jìn)行。 性能要求 在電壓為0.8Un、1.0Un和1.2Un而負(fù)荷實際上為零的情況下，互感器的二次端子短路后又突然消除短路，其二次電壓峰值應(yīng)在0.5 s內(nèi)恢復(fù)到與正常值相差不大于10的電壓值。 在電壓為1.5Un（用于中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)）或1.9Un （用于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)）而負(fù)荷實際上為零的情況下，互感器的二次端子短路后又突然消除短路，其鐵磁諧振持續(xù)時間應(yīng)不超過2 s。,電容式電壓互感器試驗方法,圖10 鐵磁諧振等效試驗回路,圖9 鐵磁諧振試驗回路,二次端子短路時間至少0.1s。消除短路可以用斷路器K或串接入的熔斷器進(jìn)行。消除短路后，互感器的負(fù)荷只能是記錄裝置消耗的負(fù)荷且不超過5 VA。試驗時的電源電壓、二次電壓和短路電流均應(yīng)予以記錄。所拍攝的示波圖應(yīng)納入試驗報告中。短路時的電源電壓（由PT測出）與短路前的電壓相差應(yīng)不超過10，并且應(yīng)保持實際正弦波形。 本試驗應(yīng)在一次電壓為0.8Un和1.2Un的電壓下至少各進(jìn)行10次，在1.0Un的電壓下至少進(jìn)行30次，而且還應(yīng)在與額定電壓因數(shù)相對應(yīng)的電壓下再作10次。,電容式電壓互感器試驗方法,注意： 如果在運(yùn)行中會用到飽和的負(fù)荷，這項試驗是在這個負(fù)荷下還是在接近這個負(fù)荷下進(jìn)行，由制造廠和用戶協(xié)商。 為了保證短路時的電源電壓和其短路前的電壓相差不致超過10，電源的短路阻抗應(yīng)該低。如果試驗在正常連接的互感器上進(jìn)行，這個條件一般能夠滿足，如果采用等效電路進(jìn)行，電源阻抗則應(yīng)比測量準(zhǔn)確度時所用的電源阻抗低得多。,電容式電壓互感器試驗方法,圖11 鐵磁諧振試驗波形,電容式電壓互感器試驗方法,瞬變響應(yīng)試驗 試驗?zāi)康?檢驗互感器在系統(tǒng)故障(如單相接地故障)造成系統(tǒng)失壓情況下，互感器的響應(yīng)速度，保證繼電器正常動作。 試驗方法,圖12瞬變響應(yīng)試驗線路圖,電容式電壓互感器試驗方法,本試驗可在正常連接的互感器上進(jìn)行，也可以在等效電路上進(jìn)行。在互感器一次電壓為額定值和分別接有25與100的額定負(fù)荷的情況下，將高壓端子和低壓端子短路，觀察二次信號的反應(yīng)速度。 試驗所用負(fù)荷可為a）由純電阻與感抗接成串聯(lián)負(fù)荷；b）由兩個阻抗并聯(lián)構(gòu)成的負(fù)荷。此兩個阻抗之一是純電阻，另一個是電阻和感抗串聯(lián)構(gòu)成的功率因數(shù)為0.5的阻抗。 二次電壓降落的過程應(yīng)用示波器予以記錄，其示波圖應(yīng)納入試驗報告中。 圖13瞬變響應(yīng)試驗波形 本試驗應(yīng)隨機(jī)地進(jìn)行10次，或者在其峰值電壓瞬間和過零值的瞬間各進(jìn)行2次短路試驗，在后一情況下，一次電壓的相角偏離峰值和過零點(diǎn)之值不得超過20 。,電容式電壓互感器試驗方法,性能要求 在額定電壓下互感器的高壓端子對接地端子發(fā)生短路后，二次輸出電壓應(yīng)在額定頻率的一個周期內(nèi)衰減到短路前電壓峰值的10以下。 注意：瞬變響應(yīng)對于電網(wǎng)保護(hù)動作的影響是一個很復(fù)雜的問題，并且也不可能給出對每一種情況都有效的數(shù)值。 對于繼電器的影響不僅和過渡過程的幅值有關(guān)，而且也和其頻率有關(guān)，對于快速繼電器可以提出更嚴(yán)格的要求（例如5以下）。,圖13 瞬變響應(yīng)試驗波形,電容式電壓互感器試驗方法,機(jī)械強(qiáng)度試驗 試驗?zāi)康?檢驗電容器耐受風(fēng)力的能力。 試驗方法 試品底部固定，頂部垂直于軸線方向施加拉力，時間1min。試驗應(yīng)在整套產(chǎn)品上進(jìn)行。試驗結(jié)束，不允許出現(xiàn)斷裂及滲漏油現(xiàn)象。 電容器互感器應(yīng)能承受150km/h的風(fēng)力，計算公式如下： F=（450Ld+500）1.5（N） （12） 式中450根據(jù)最大風(fēng)速得出等值風(fēng)力900N/的換算值。 L電容器總高度 d電容器外殼傘群的最大直徑 500電容器頂部側(cè)向最大拉力 1.5電容器安全系數(shù),電容式電壓互感器試驗方法,耐地震能力試驗： 一般在模擬地震振動臺上試驗。施加相應(yīng)于地震烈度等級的水平和垂直加速度的震動，考核試品有無損壞。試驗過程見短片。,電容式電壓互感器試驗方法,無線電干擾電壓試驗 試驗?zāi)康?檢驗電容器產(chǎn)生的無線電干擾的大小。 試驗方法 試驗在整套產(chǎn)品上進(jìn)行。按圖14 進(jìn)行連接。試品頂部施加1.1Um/ 的測量電壓，將取自N端子的測量信號通過端子盒（電阻網(wǎng)絡(luò)衰減）接入無線電干擾測量儀，讀取數(shù)值，然后加上回路衰減系數(shù)和電阻網(wǎng)絡(luò)衰減系數(shù)，即為試,圖14 無線電干擾電壓試驗線路圖,品的無線電干擾水平B（單位為dB）。若轉(zhuǎn)換為無線電干擾電壓值U=10B/20（單位為V）。 性能要求 在測試條件下，試品的無線電干擾電壓應(yīng)不超過2500V。,有關(guān)現(xiàn)場試驗中存在的特殊問題,電容式電壓互感器作為商品到了用戶處，需進(jìn)行一些現(xiàn)場驗收試驗，現(xiàn)場試驗中，由于現(xiàn)場試驗條件的限制，往往不能按正常試驗條件進(jìn)行，其試驗項目一般有以下幾項內(nèi)容：（1）自激法原理測量電容及介損；（2）現(xiàn)場誤差測量問題；（3）電容式電壓互感器整體誤差測試；（4）中間變壓器介損測量。 1）自激法原理測量電容及介損 現(xiàn)場試驗時，由于互感器不能解體，常用自激法測量電容及介損。自激法原理圖如圖15、圖16所示。,有關(guān)現(xiàn)場試驗中存在的特殊問題,圖15 自激法測C2電路圖,圖16 自激法測C1電路圖,有關(guān)現(xiàn)場試驗中存在的特殊問題,測量時有幾個問題需要注意：其一，是標(biāo)準(zhǔn)電容器Cn與C1串聯(lián)進(jìn)入電橋，C1會影響其測量準(zhǔn)確度。其二由于測試回路中，電抗器L與C2串接，且其感抗和容抗相差不大，會產(chǎn)生諧振過電壓，電源側(cè)電流也較大，易損壞CVT和電源。試驗時采取一定的措施可在一定程度上避免上述問題的發(fā)生，具體如下： a）試驗時務(wù)必將阻尼器解開，避免由于阻尼器引起的附加電流。 b）試驗中所選用的標(biāo)準(zhǔn)電容器額定電容值一定要大，這樣可減小由于C2引起的測試誤差。 c）對于由于諧振引起的過電壓，可用監(jiān)測電源測電流的方法，再通過計算得到加到C2上的電壓（不超過CVT的中間電壓）。,用圖16測C1時，以上問題仍存在，但沒有測C2時突出，這里不再詳述。但是有另外一個問題值得注意，圖中用于載波通訊的J端子的絕緣水平為3kV，由于C2比Cn大得多，此時試驗電壓基本加到Cn上，所以此時J、A端子電壓基本相同，試驗電壓一般不要超過2.5kV。,有關(guān)現(xiàn)場試驗中存在的特殊問題,誤差測量問題 近年來，由于有些電力檢測部門在現(xiàn)場試驗時，采用了有關(guān)單位不合適的現(xiàn)場校驗儀器，導(dǎo)致錯誤的試驗數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致錯誤的判斷，使電容式電壓互感器誤差試驗錯判為不合格。 標(biāo)準(zhǔn)不標(biāo)準(zhǔn)。采用一般電容分壓器作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校驗，其電容分壓器共分為三節(jié)，為了減輕重量，每節(jié)電容器電容量為1000PF，一節(jié)用于110kV CVT的試驗，二節(jié)用于220kV CVT的試驗，三節(jié)用于330和500kV CVT的誤差試驗，外絕緣為環(huán)氧玻璃絲筒。每次試