CVT试验讨论

500kV电容式电压互感器不拆除高压引线测试方法：
　　500kV设备器身高，高压引线粗，每次预试拆除引线需用升降车，工作量大，耗时长。拆引线对一次设备的安全构成一定威胁，所以在保证预试准确性的前提下，进行不拆线预试，就成为急需探讨的问题。下面就保北500kV变电所电容式电压互感器(CVT)的介损和电容量的不拆线预试作如下分析。
　　1　CVT的基本原理和结构
　　CVT由三节耦合电容和两节分压电容器组成，两节分压电容器为一体。其最下节在出厂时和电磁单元连为一体。
　　2　2618B电桥的测试原理
　　由于《电力设备预防性试验规程》DL/T596—196，对CVT的耦合电容和电容分压器的电容量和介损的要求比较严格，并且CVT的膜纸复合介质电容器tgδ一般在0.1%左右，用西林电桥测试时灵敏度低了些，考虑以上原因，我们采用测量精度比QS1电桥更高一等级的2618B电桥。其原理如图2。

　　图1　CVT原理图　　　　　　　　图2　2618B电桥原理图
　　C11、C12、C13—耦合电容　　　　　　　　　Cn—标准电容
　　C4、C14′—分压电容　　　　　　　　　　　Rx、Cx—被试品
　　a1x1、a2x2—二次绕组　　　　　　　　　　R1、R2—电流传感器
　　af、xf—剩余绕组　　　　　　　　　　　　V端子—PT尾头
　　F1、F2—氧化锌避雷器
　　图中V端子当进行正接线测量时接地，反接线测量时V端子接地打开，这样就能保证无论正反接线被试品的电流全部都流进测量单元，保证了测量的准确性。
　　3　按CVT的安装位置，可分为线路CVT、变压器出口CVT等，由于其位置不同，不拆线预试的方法也就不同。
　　3.1　线路型CVT
　　3.1.1　C11的测量
　　线路型CVT由于不经隔离开关直接与线路相连，且线路预试时直接接地，故CVT上节只能用反接线测量。
　　由于C11的高压端和C4的末端都是接地的，所以测得的将是C12、C13、C14串联和C11的并联值。为了避免C12、C13、C14对C11的影响，应使C12末端的信号不流进测量系统。
　　用2618B电桥测量500kV CVT的C11时用反接线测量。V端子的接地打开，C11的末端加高压，测量线接到C11的首端(接地)，C12的末端引线到V端子(如图3所示)，这样C11的测量信号流进R1，而C12的信号不经R1直接回到V端子，把C12的影响屏蔽掉。实际测试时，V端子对地电压很低(一般为0.3)，为彻底消除分流，提高测量准确性，可把CVT的δ端子和PT的尾头打开，由于V端子的电压很低，所以δ端子和PT的尾头不会因不接地而对其绝缘造成伤害。现将安保线上节测试结果汇总如表1。
　　表1　安保线上节测试结果
　　环境温度：13℃　　　相对湿度：36%
　　日期98.5.13
　　不拆线(反接线) 拆线(正接线)
　　A B C A B C
　　介损(%) 0.11 0.12 0.13 0.12 0.12 0.13
　　电容量(pF) 20060 20270 20190 19910 20170 20080
　　仪器 2618B电桥

　　图3　测试C11的接线图
　　通过上述数据分析，CVT不拆线C11的测量可以满足要求。
　　3.1.2　C4的测量
　　①对电容的影响
　　由于C14′、C4是一体的，没有抽头引出，所以C14′、C4的测量采用自激法如图4。测试时C11、C12、C13(其串联值设为C1)将产生分流，所以不能用C14′和Cn简单的串联来计算标准电容，可以设想把C14′分成两部分，一部分为C15，和C1串联，一部分为Cn1,和Cn串联，如图5。实际的标准电容为1/(1/Cn1+1/Cn)。
　　　

　　图4　测C4的接线图　　　　　图5　C4的等效图
　　根据分流比来确定Cn1的具体值，其计算方法为：
　　C1=1/(1/C11+1/C12+1/C13)
　　Z=C1/Cn(分流倍数)
　　Cn1=C14′/(1+Z)
　　C=1/(1/Cn1+1/Cn)(标准电容)
　　以安保线C相为例作如下计算：
　　C11=20080pF　　C12=20240pF
　　C13=20350pF　　C14′=24715pF
　　Cn=49.94pF
　　C1=1/(1/20080+1/20240+1/20350)
　　=6740.9pF
　　Z=6740.9/49.94=135
　　Cn1=24715/(1+135)=181.7pF
　　C=1/(1/181.7+1/49.94)=39.17pF
　　所以其标准电容为39.17pF,如果不考虑C11、C12、C13的影响，标准电容将为49.85pF,使测量结果偏大。
　　②对介损的影响
　　实测C14′的介损为0.0009，那么Cn1的介损也为0.0009，由上面计算知Cn1=181.7pF，设Cn的介损为0。我们将Cn1等效为一个电阻和电容的串联，Cn1和Cn的等效过程如图6所示。

　　图6　Cn1、Cn等效图
　　R4=tgδ/ωCn1
　　=0.0009/314×181.7×10-12
　　=15775Ω
　　其总损耗为：
　　R4ωC=15775×314×39.17×10-12
　　=0.00019
　　即等效标准电容器的损耗为tgδ2=0.019%，对测量结果造成偏小的影响。如果实测量tgδ1=0.06%，那么C4的实际tgδ
　　=tg(δ2+δ1)≈tgδ2+tgδ1=0.06+0.019
　　=0.079%
　　整理上述数据如表(2)
　　表2　安保线C相C4数据
　　环境温度：13℃　相对温度：36%
　　使用仪器：2618B电桥
　　测量类别 实测值 出厂值 计算值
　　电容量(pF) 138136 108900 108345.8
　　介损tgδ(%) 0.06 0.08 0.079
　　通过上述数据分析，CVT不拆线C4的测量通过计算可以满足要求。
　　3.1.3　C14′的测量由于测量线CX接C14′的首端，电流传感器的阻值较小，所以C11、C12、C13对测量不会有影响。
　　3.2　变压器出口侧CVT
　　3.2.1　C1的测量
　　可用正接线测量，不拆高压引线，该CVT与MOA和变压器相连，拆除变压器的中性点的引线。MOA和变压器均可承受10kV的交流电压，而流经MOA和变压器的电流由试验电源供给，不通过电桥，所以不会对测量有影响。
　　3.2.2　C14′、C4的测量
　　用自激法测量，此时其标准电容为1/(1/C14′+1/Cn)或1/(1/C4+1/Cn)。由于C4、C14′的电容量比较大，其对介损和电容量的影响可以忽略。
　　4　结论：
　　4.1　对用于变压器出口侧的500kV CVT不拆线预试是完全可行的。
　　4.2　对于线路侧CVT进行C11测试时，把中间PT尾头、δ对地均打开，以提高准确性。对于C14′和C4采用自激法测试，测试C4时应考虑耦合电容器接地分流的影响，并且进行精确计算，以反映真实状况。