电容式电压互感器的误差分析

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1、电容分压器的电容及介损测量宋守龙（桂林电力电容器总厂，桂林　541004）   摘　要：对整体状态下CVT的电容分压器电容及介损的测量方法进行了探索和验证，对产生误差的原因进行了分析，并对试验电压的选择和监测作了较详细的说明。   关键词：CVT；电容分压器；直接法；自激法1　概述　　目前的电容式电压互感器（CVT）绝大多数为叠装式结构。由于现场试验时叠装式CVT的电容分压器和电磁单元不能分开，给电容分压器的电容及介损测量造成了一定的困难，现场测量时的问题较多。为了现场测试方便，有些型号的CVT已将中压端子引出供试验用，但并不能完全解决现场测量问题。我们通过大量的试验对整体状态下CVT的电容

2、分压器电容及介损的测量方法和存在的问题进行了探索和分析。2　分体测量法　　分体测量法仅适用于制造厂在CVT叠装前对电容分压器的电容及介损进行测量。根据JB／T8169－1999《耦合电容器及电容分压器》的要求，电容分压器的电容及介质损耗测量应在0．9～1．1Un电压下进行。由于分体测量法不受电磁单元的影响且测试电压较高，因此具有较高的测试精度，能正确地反映电容分压器的绝缘状态，其结果是判别电容分压器的电容及介损是否合格的依据。3　整体状态下的直接法测量　　对于中压端子已引出的CVT，可采用直接法测量。即在引出的中压端子A′施加试验电压测量C1或C2，在高电压端子A施加试验电压测量C（电容C1

3、与C2串联后总电容，下同）。3．1　直接法测C1　　直接法测C1的接线如图1所示。3．1．1电磁单元对直接法测C1的影响　　C1与电磁单元仅在A′端相连，其它部位均远离电磁单元，而试验电源施加于A′端子，电桥的Cx端与C1的A端相连，流经电磁单元的电流不能进入西林电桥的桥臂，无论电磁单元的出线端子如何接线，对测量结果均无大的影响.TYD110/-0.02H母线型CVT的实测数据见表1。3．1．2　试验电压的选择　　电容分压器的低电压端子N的耐压水平为4kV，电磁单元的XL端子的耐压水平为3kV。若N端子和XL端子均不与接地端子连接，则试验电压不宜大于2．5kV；若N端子悬空而XL端子与接地端

4、子连接，则试验电压不宜大于3kV；若N端子和XL端子均与接地端子连接，则试验电压可加至额定中间电压，但由于C2的电容较大，要求试验电源有较大的容量。　　为安全起见，我们建议将N端子悬空而XL端子与接地端子连接，试验电压选2kV。3．2　直接法测C2   直接法测C2的接线如图2所示。3．2．1　电磁单元对直接法测C2的影响　　C2与电磁单元也仅在A′点直接相连，似乎也应与测C1时一样，无论电磁单元的出线端子如何接线，也不会影响测量结果，但实际情况并非如此,TYD110/-0.02H型CVT的实测结果如表2所示。实测的数据表明，电磁单元的出线端子的接线方式，对测量结果有较大的影响。原因是C2的

5、低压端子是通过一根引线与电磁单元出线端子板上的N端子相连，这根低压引线与电磁单元中补偿电抗器的绕组及其引线、油箱之间距离较近，存在着分布电容，正是这些分布电容影响了测量结果。　　图3为XL端子悬空、油箱接地时测C2的示意图。图中CT′和CT″分别为变压器一次绕组对C2的低压引线、对铁芯及油箱的分布电容；CL′和CL″分别为补偿电抗器绕组对C2的低压引线、对铁芯及油箱的分布电容。由于变压器一次绕组的激磁电抗很大，且与上述分布电容串联，在A′端施加试验电压时，变压器一次绕组的压降较大，从而在绕组和铁芯中产生有功损耗，同时变压器一次绕组和补偿电抗器绕组对地也有较高的电压，在其对地泄漏电阻中产生有功

6、损耗；由于有功损耗的存在，补偿电抗器绕组对地电压UXL与测量电压U有较大的相位差，且UXL滞后于U。因此通过分布电容CL′注入到电桥的桥臂R3的电流也滞后于被测电容C2的电流　　IC较大的相位，从而使流入桥臂的电流Ix较IC的损耗角增大，导致测量的介质损耗偏大。　　测C2时测量回路的等效电路如图4所示，相量图如图5（a）所示。图中（因C2的低压引线距变压器一次绕组较远，CT′为变压器一次绕组的激磁电抗和铁损的等效电阻；C″、RC为变压器一次绕组及补偿电抗器绕组的对地电容及其介损的等效电阻。从相量图可以看出，由于存在，损耗角由δ增大为δx。而，此电容测量值所受的影响较小。3．2．2　减小电磁单

7、元对测量结果影响的方法   若将A′与XL短接，则中压变压器的一次绕组两端没有电压，补偿电抗器绕组对地电压UXL与测量电压U的相位基本相同，虽然一次绕组和补偿电抗器上的电位较高，但经注入桥臂R3的电流的相位与被测电容C2的电流IC的相位接近，对桥臂电流Ix的损耗角影响不大。此时的相量图如图5（b）所示。故在测量时将A′与XL短接，可使介损tanδ的测量值接近于真实值。　　若将二次绕组短路，由于中压变压器的漏抗