CVT介質(zhì)損耗試驗(yàn)

1、CVT介損現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法淺談?wù)航榻B了CVT的基本原理，分析計(jì)算了自激法測(cè)量CVT介損和電容量時(shí)應(yīng)注意的問題和點(diǎn)電位情況，并和實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，為現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)提供參考。關(guān)鍵詞：CVT；中間變；補(bǔ)償電抗器；自激法1CVT基本工作原理電容式電壓互感器主要是由電容分壓器、中壓變壓器、補(bǔ)償電抗器、阻尼器等部分組成，后三部分總稱為電磁單元，對(duì)其工作原理簡(jiǎn)介如下。圖1 CVT結(jié)構(gòu)原理圖 1.1基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)及部件原理見圖1。由電容分壓器和電磁單元部分組成。C1與C2串聯(lián)構(gòu)成分壓器，C2上的電壓在(1020)kV，通常稱為中間電壓。電磁單元部分由補(bǔ)償電抗器L、中間變壓器T、補(bǔ)償電抗保護(hù)器F和阻尼器R構(gòu)成。T將中間

2、電壓降為100/V和100 V，且它的短路阻抗起電感作用，同補(bǔ)償電抗一起構(gòu)成對(duì)電容電流完全補(bǔ)償?shù)碾姼兄贰是L上電壓的保護(hù)器，通常將電壓限制在35kV，從結(jié)構(gòu)上分帶間隙的電阻器和氧化鋅避雷器兩種。R用于阻尼CVT鐵磁諧振，從結(jié)構(gòu)上分為諧振型和速飽和型。1.2鐵磁諧振與阻尼裝置圖2 CVT等值電路由圖2的等值回路可見，電容式電壓互感器的等值電路中含有電容和非線性電感，當(dāng)二次側(cè)空載時(shí)，中間變壓器的勵(lì)磁阻抗與等值電容C=C1+C2相串聯(lián)，其自然振蕩頻率，（為中間變壓器激磁電感），一般為額定頻率的十幾分之一或更低。當(dāng)互感器一次側(cè)突然合閘或二次側(cè)受到?jīng)_擊時(shí)，暫態(tài)過程產(chǎn)生的過電壓會(huì)使中間變壓器鐵芯出現(xiàn)磁

3、飽和，勵(lì)磁電感急劇下降，從而使此時(shí)回路的自然諧振頻率上升，可達(dá)到額定頻率的1/2, 1/3, I/5等，最常見的是I/3次諧波諧振。由于回路中本身電阻很小，不外加阻尼或阻尼參數(shù)不當(dāng)，分?jǐn)?shù)次鐵磁諧振就會(huì)持續(xù)下去。這種諧振過電壓的幅值可達(dá)到額定電壓的23倍，長期過流可造成中間變壓器和電抗器繞組過熱和絕緣損壞。因此電容式電壓互感器制造時(shí)必須設(shè)置阻尼器，在短時(shí)間內(nèi)大量消耗諧振能量，以抑制其自身鐵磁諧振。最常見的是諧振型阻尼裝置，如圖3所示。圖3諧振型阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖在額定運(yùn)行條件下，和調(diào)諧到工頻時(shí)產(chǎn)生并聯(lián)諧，電抗極大，對(duì)阻尼繞組等效為開路。當(dāng)發(fā)生I/n次諧波諧振時(shí)，并聯(lián)諧振條件被破壞，并聯(lián)電抗下降，有

4、效接入阻尼電阻，消耗回路能量，抑制諧振。1.3補(bǔ)償電抗器及其限壓器如圖2所示，當(dāng)分壓電容器不帶電磁單元時(shí)，此時(shí)得到開路中間電壓 當(dāng)分壓器帶上電磁單元而不接補(bǔ)償電抗器時(shí)，當(dāng)接入二次感性負(fù)荷后，等值電容形成較大的內(nèi)阻抗，出現(xiàn)所謂的容升現(xiàn)象，使C2的電壓大于實(shí)際電壓，因此必須進(jìn)行補(bǔ)償。為了抵償 XC的影響，必須在分壓器回路中串聯(lián)一只補(bǔ)償電抗器XK，并在額定頻率下，滿足。這樣等值電容的壓降就被電抗器XK及變壓器漏抗壓降所補(bǔ)償，等值電容壓降將只受數(shù)值很小的電阻和上壓降的影響，互感器的二次電壓與一次電壓之間將獲得正確的相位關(guān)系。在一般設(shè)計(jì)時(shí)，常使整個(gè)等值回路的感抗值略大于容抗值，稱為過補(bǔ)償，以減少電阻對(duì)相

5、位差(角差)的影響。補(bǔ)償電抗器兩端的電壓在正常運(yùn)行時(shí)只有幾百伏，當(dāng)CVT二次側(cè)發(fā)生短路和開斷過程中，補(bǔ)償電抗器兩端電壓將出現(xiàn)過電壓，必須加以限制才能保證安全，限壓元件除了降低電抗器兩端電壓(一般產(chǎn)品按補(bǔ)償電抗器額定工況下電壓4倍考慮)外，還能對(duì)阻尼鐵磁諧振起良好的作用。常見的限壓元件有間隙加電阻、氧化鋅閥片加電阻或不加電阻、補(bǔ)償電抗器設(shè)二次繞組并接人間隙和電阻等幾種，大部分產(chǎn)品均將限壓器安裝在電磁單元油箱內(nèi)，保護(hù)間隙常用絕緣管作外殼，內(nèi)裝電極和云母片。也有部分產(chǎn)品將限壓器安裝在油箱外的二次出線板上。2、試驗(yàn)實(shí)例2.1 試品參數(shù)TYD220/-0.005H防污型電容式電壓互感器下節(jié)為例進(jìn)行說明：

6、銘牌及計(jì)算參數(shù)：C總為10.05nF C2為62.6nF C1為11.97nF 高壓繞組額定電壓10.2kV高壓繞組額定電流30mA a1-d1繞組額定容量150VA，額定電壓100/V 額定電流2.60Aan-dn繞組額定容量150VA 額定電壓100V額定電流1.5A備注：廠家技術(shù)資料中說明低壓繞組電流不宜超過5A中間變額定電壓：中間變高壓側(cè)對(duì)于a1-d1繞組的變比：K10.2/0.11772.2 C1實(shí)測(cè)及估算測(cè)量C1的電路如圖4所示,點(diǎn)的工頻耐受電壓一般為4kV1min。,其中：，, 由于Z2<<ZN，R<<ZN， 圖4測(cè)量C1等值電路 即，就是說在測(cè)量C1時(shí)，

7、中間電壓和點(diǎn)電壓基本一樣，因此要控制點(diǎn)電壓不超過4KV（泛華6000D、E型介損儀自激法測(cè)量高壓輸出上限），現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)電壓一般取23kV。單獨(dú)利用a1-d1繞組進(jìn)行測(cè)量。表1 C1實(shí)測(cè)及估算頻率（HZ）N電壓(kV)HV電流(mA)LV電壓(V)LV電流(A)視在功率（VA）實(shí)測(cè)45261012055289218計(jì)算4526.7611.31.1813.35528.2611.31.4616.4可見，測(cè)試C1時(shí)電路也發(fā)生了諧振，中間變低壓側(cè)電壓比計(jì)算值低，中間變高壓側(cè)實(shí)測(cè)和計(jì)算電流基本一樣。2.3 C2實(shí)測(cè)及估算測(cè)量C2的電路如圖5所示，由于Z2>>ZDQ，因此在測(cè)量C2的時(shí)候，點(diǎn)接近零

8、電位，不會(huì)有絕緣擊穿的危險(xiǎn)。測(cè)量C2的風(fēng)險(xiǎn)在于限流電抗器過壓和中間變過流。 圖5測(cè)量C2等值電路表2 C2實(shí)測(cè)及估算頻率（HZ）N電壓(kV)HV電流(mA)LV電壓(V)LV電流(A)視在功率（VA）實(shí)測(cè)452364728552447963計(jì)算45243.211.37.686.455252.811.39.34105.6可見，測(cè)量回路發(fā)生了諧振，利用45Hz測(cè)量時(shí)，計(jì)算中間變低壓側(cè)需加電壓為11.3V，實(shí)際為4V，中間變高壓側(cè)電壓為708V，另外的1292V電壓加在了串聯(lián)電抗器上，正常運(yùn)行時(shí)串抗上的電壓一般為幾百伏，保護(hù)器絕緣水平一般為3kV，因此，對(duì)串抗絕緣沒有危害。2.4 計(jì)算實(shí)例以50HZ為例，利用a1-d1繞組，限定低壓電流5A。低壓電流5A，根據(jù)中間變變比關(guān)系，利用,可以計(jì)算高壓側(cè)電流為28mA，小于額定電流30mA，則：點(diǎn)限制電壓為從圖5可見，C1和CN串聯(lián)，由于為50pF，C2為62600 pF，容抗相差1259倍, CN引起的電流增量可以忽略，計(jì)算時(shí)C1可