中间变压器对电容式电压互感器介损测量的影响

1、第22卷第12期2001年12月电力建设Vol.22No.12Dec,200111中间变压器对电容式电压互感器介损测量的影响刘力1,孙结中2(1.广西大学,南宁市,530004;2.广西电力试验研究院,南宁市,530023)摘要通过对中间变压器的一次绕组对二次绕组及地之间的阻抗特性的分析,说明在各种不同的测量接线方式下中间变压器对电容式电压互感器(CVT)介损测量产生的影响,得到测量CVT介损的合理的测量方法。关键词中间变压器阻抗特性电容式电压互感器介损测量中图分类号:TM934.32文献标识码:A文章编号:1000-7229(2001)12-0011-04TheEffectofInterna

2、lPotentialTransformertheofDielectricLossofCapacitanceLiuLi1(1.GuangxiUniversity,;2.Institute,Nanning,530023)internalpotentialtransformerfromprimarycoiltosecondarycoilandearth,theonthemeasurementofdielectriclossofcapacitancevoltagetransformer(CVT)isde2scribedinoftest.Agoodmethodforthemeasurementofdie

3、lectriclossofCVTisobtained.Keywordsinternalpotentialtransformer;impedanceproperty;CVT;measurementofdielectricloss电容式电压互感器(简称为CVT)是电力系统重要的一次设备,规程对其分压电容的变化量及介质损失角正切tg均作了严格的规定。如果CVT的分压电容量发生变化或其tg升高,将有可能引发CVT的爆炸事故。在广东的罗洞500kV变电站就介损测量带来了困难。一般情况下A点是接地的,即使线路接地刀闸打开,由于线路对地电容很大,也不能用正接法测量Cll,因此,对电容Cll的测量只能用反接屏

4、蔽法。由于D点没法引出作为屏蔽点,只能用L端或X端作为屏蔽点。但由于中间变压器的存在,将有电流通过一次绕组和二次绕组及地之间的藕合电容流入地,这部分电流没有办法屏蔽,这样就会对测量产生影响。实测结果表明:若将X点悬空,以L点为屏蔽点,测量结果会使电容量减小,tg值偏大较多;若将中间变压器的一次或二次绕组短接,测量结果就基本上等于真实值。同样,当用正接法测量C12串C2时,中间变压器的状态也严重影响测量结果。例如,X点悬空,一、二次绕组不短接时将得到负的tg值。发生过CVT爆炸事故,广西的梧州500kV变电站也发生过分压电容器击穿事故。因此,在每年的预防性试验中准确测量CVT的分压电容器的电容量

5、及tg值是非常重要的。在CVT的预防性试验中,由于有中间变压器的存在,它将会对分压电容器的电容量及tg值测量结果产生影响,且在不同的测量接线下,其影响不同。本文就这个问题进行分析,从而得到一种合理的CVT介损测量方法。1问题的提出图l是220kV线路CVT的原理接线图。电容C12和C2及中间变压器装在一个瓷套里,D点一般2中间变压器的阻抗特性要分析中间变压器(PT)对测量的影响,首先要了解PT的一次绕组对二次绕组及地之间的阻抗特性。在图1所示的PT中,F点接电桥的高压端,外没有引出点(特别是进口设备),这就给分压电容的收稿日期:2001-06-1812电力建设第22卷及地的阻抗特性呈容性,其呈

6、现的电容量很小(一般小于100pF),比状态时小很多。上述现象可以用图2所示的形等值电路进行解释。若绕组不短接,电感L对应的是PT高达M的励磁电抗Xm;当绕组短接时,L对应于PT很小的漏抗XL。PT的一次绕组对二次绕组及地之间的阻抗特性呈感性还是容性及呈现的数值大小,要根据PT的电抗和PT的绕组及地之间的容抗XC参数配图1220kV线路CVT的原理接线图合而定。对于CVT的中间变压器,当X端悬空后,一般情况下一次绕组对二次绕组及地呈现感性。壳和n点接电桥的CX低压端,目的在于用介损仪测量在各种情况下PT的一次绕组对二次绕组及地之间的阻抗特性。测量结果列于表1中。表1PT的一次绕组对二次绕组及地

7、之间的阻抗特性测量结果PT序号PT的励磁阻抗/MPT状态测量结果C/%图2PT的形等值电路12153153中间变压器对CVT介损测量的影响本文以低压屏蔽电桥(如金迪2618C介损测试仪)的测量原理来进行分析(分析的结果也适用于高压屏蔽电桥)。测量原理为:屏蔽端基本上是零电位,将流入电桥CX端的电流作为检测电流(即认为是流过被试品的电流),流入屏蔽端的电流不检测。3.1用反接屏蔽法测量图1中的C11注:(1)1号为变电站35kVPT,2号为50kV试验变压器,3号为35kV试验用PT。(2)状态一次绕组短接(F点和X点短接),二次绕组用反接法测量时,不短接,X端悬空;状态一次、二次绕组均不短接,

8、X端悬空;状态一次绕组不短接,二次绕组短接,X端悬空;状态一次、二次绕组均不短接,X端接地。Cg和Lg的阻抗远比C2大得多。Ix为流过被试品从PT的实测结果中可以概括出4条规律:(1)状态是测量一次绕组对二次绕组及地的电容量和介损值。(2)当X端悬空,一、二次绕组均不短接时,PT的阻抗特性很有可能呈感性,如1号PT。若呈容性,其电容量一般比状态的小,但介损较大。(3)只要短接绕组,PT的阻抗特性就呈容性。短接二次绕组与短接一次绕组测得的电容量和tg值基本相同。(4)当X点接地时,PT的一次绕组对二次绕组的电流,IgL、IgC分别为流过电感Lg和电容Cg的电流(称为干扰电流),它们将叠加在Ix上

9、。事实上电第12期中间变压器对电容式电压互感器介损测量的影响13图5所示。R+jLm对应于中间变压器的励磁阻抗Zm,一般情况,Zm要比C12的阻抗大很多,C12串联Zm呈感性。Zm与C12上的电压为ULm与UC12,如图6所示。从图6可以看出测量结果为:电容量偏大,tg值微偏小。由于这时的Cg很小,它对测量结果的影响不大。表2L端接屏蔽端时测量产生的偏差趋势PT阻抗Cg和C11的tg特性感性容性容性容性tgg>tgctgg=tgctgg<tgc测量结果C/pFtg/%偏小偏大较多偏大偏大偏大不变偏大偏小图6X端接屏蔽端的向量图3.2用正接法测量C12串联C2值。注:tgg,tgc分

10、别指电容Cg及C11的tg其等值测量接线图与图3,这时L端接电桥的低压端Cx,X端悬空容或电感g,假设C12和C的。1,其向量图如图7所示。其中,UC2、IC2分别是C2的电压和电流,UC12、IC12分别是C12的电压和电流。从图7中可以看出,IC2与测量值偏小,U的夹角比其与UC2的夹角大,即tg甚至得到负的tg值。至于电容量测量值,由于电图3L端接屏蔽端的等值测量接线图当中间变压器呈容性时,向量图如图8所示,分为3种情况:(1)Cg的tg值大于C2的tg值时,测量结果tg值偏小。(2)Cg的tg值等于C2的tg值时,测量结果tg值不变。(3)Cg的tg值小于C2的tg值时,测量结果图4L

11、端接屏蔽端的向量图tg值偏大。对于电容量的测量结果,由于Cg的并联使得数值比原来减小,所以电容量测量结果偏小。4现场测量结果及分析对广西平果500kV变电站的500kV及220kV的CVT进行实测,实测数据列于表3和表4中。由于被试的CVT为母线CVT,故可以用正接法测量C11,将其作为C11的标准值。图5X端接屏蔽端的等值测量接线图14电力建设第22卷均不短接,这时中间变压器呈现感性。根据表2中值偏大较的分析结果:电容量测量值偏小,而tg(2)对于试验2,这时将一次绕组短接,中间变图7中间变压器呈感性的向量图压器呈容性,其电容量约等于一次绕组对二次绕组值一及地之间的电容量(100600pF之

12、间),而tg般比C11的大。因此从表2中的分析结果为:电容量及tg值均偏大。实测结果说明分析结果正确。(3)对于试验3,当X端接屏蔽时相当于X端接地,中间变压器的一次绕组对二次统组及地呈现出很小的电容值(一般小于100pF)不大。1.2:电,当测量C12串联C2,中间变压器就值出,使得电容量的测量结果偏大、tg现负值的现象。若将一次或二次绕组短接,中间变压器就会呈容性,虽然这时也对测量结果造成影响,但中间变压器的电容量(小于600pF)相对于CVT的分压电容小得多,因而对测量结果的影响不大。综上所述,可以得到测量CVT介损的合理测量方法:(1)对于测量C11,可以用X端屏蔽法,也可以用L端作为屏蔽端,但这时必须将一次或二次绕组短接。这2种方法均会使测量的电容量偏大,前者使tg值微偏小,后者使tg值微偏大。由于前者的等值干扰电容Cg较后者小,因此,前者的测量方法对测量结果影响较小。(2)测量C12串联C2时,为了不出现负介损现象,必须将中间变压器的一次或二次绕组短接,一般值微偏小。情况下会使测量电容量及tg(责任编辑:李汉才)图8中间变压器呈容性的向量图表3C11试验序号123接屏蔽不短接不短接接屏蔽悬空短接不短接悬空接屏蔽不短接不短接L端XC11Cx/nF注:C11的正接法测量结果为:Cx=27.18nF,tg=0.12%。表4C12串联