500kV電容式電壓互感器精度超差分析及處理

荊大龍 朱相如 李紅衛 余玉錢 余忠偉

摘要：500kV電容式電壓互感器運行5年后，精度出現正向偏移超差現象，壓差偏移是由于高壓電容和中壓電容電容分壓比發生變化而引起的，調節電壓互感器中間變壓器一次繞組匝數的方法來調節二次電壓輸出值，調整正向偏差。

關鍵詞：電容式電壓互感器;正向偏移、一次繞組匝數

0 電容式電壓互感器介紹

電容式電壓互感器（CVT）是一種由串聯電容器分壓，再經電磁式互感器降壓和隔離，可用于保護、同期、計量和電力載波的電壓互感器。電容式電壓互感器主要由電容分壓器和電磁單元組成，如圖1所示。電容分壓器由瓷套和裝在其中的若干串聯電抗器組成，瓷套內充滿保持0.1MPa正壓的絕緣油，并用鋼制波紋管平衡不同環境以保持油壓。電磁單元由裝在密封油箱內的變壓器、補償電抗器、避雷器和阻尼裝置組成。一次繞組分主繞組和調節繞組，一次側和一次繞組之間串聯一個低損耗電抗器。由于電容式電壓互感器的非線性阻抗和固有的電容有時會在電容式電壓互感器內引起鐵磁諧振，因此在二次繞組上跨接一個由電阻和電抗器組成的阻尼裝置來抑制諧振。電容式電壓互感器與電磁式電壓互感器相比，具有沖擊絕緣強度高、制造簡單、重量輕、體積小、成本低、運行可靠等優點[1]。

1 精度超差發現過程

華東某抽水蓄能電站通過兩回出線接入華東500kV系統主干網，每相500kV出線安裝1臺西安西電電力電容器有限責任公司生產的TYD500/-0.005H型電容式電壓互感器。自2011年投產以來，該電站6臺500kV電容式電壓互感器運行情況良好，未出現漏油、裂紋、溫度高等異常現象，各項試驗數據均正常。投產前試驗數據見表1，其中f是壓差，是角差。

2015年經華東電力試驗研究院有限公司對電站的6臺電容式電壓互感器進行準確度試驗，試驗過程中發現電站的5臺TYD500/-0.005H型電容式電壓互感器均存在不同程度的超差現象。試驗數據見表2。

對比2011年投產前與2015年實驗數據，可發現測試值整體正向偏移，但偏移量不大。

2 精度超差原因分析

查閱相關資料及設備說明書可知，導致電容式電壓互感器準確度發生變化的原因主要有溫度、電源頻率、運行時間、實驗儀器以及高壓引線的角度等，排除以上因素的等影響，且根據測算，若高壓電容C1一個元件變化量被擊穿，引起的誤差偏移量為正偏5%，因此判斷導致正向偏移量不大的原因，不可能是電容元件擊穿[2]。

通過分析可以確定，壓差偏移是由于高壓電容和中壓電容電容分壓比發生變化而引起的。因此采用調節電壓互感器中間變壓器一次繞組匝數的方法來調節二次電壓輸出值，直至比差值滿足標準規定的±0.2%要求。電容式電壓互感器電氣原理圖詳見圖2：

3 精度超差處理

處理過程主要包括分解、精度調節、回裝、試驗、精度復測等五個階段[3]。

3.1分解階段

3.1.1分離上、中節耦合電容器與分壓電容器，注意保持平穩，防止發生設備碰撞，造成設備損壞。

3.1.2 分離電壓電容器與電磁裝置。首先起吊分壓電容器和電磁單元部分，在分壓電容器頂端固定好吊裝器具，拆除電磁裝置接線盒內的二次連接導線，拆除電磁裝置與固定底座之間的連接螺栓，緩慢起吊分壓電容器和電磁裝置，將分壓電容器和電磁裝置豎立放置旁邊空曠水平地面，然后清潔油箱表面，防止雜物掉入油箱內部，并松開分壓電容器和電磁裝置之間的連接螺栓，打開油箱表面排氣孔，使內外壓力平衡。松開高壓端子和低壓端子連線。

3.2 精度調節階段

松開連線后，分析超差數據，確定好調節方向（正向調整或反向調整）及調節范圍，用10寸扳手松開精度調節端子板上相應的連接螺栓，將相應連接端子之間的連接片去掉或在相應端子之間加裝連接片，改變中壓變壓器的一次繞組匝數，改變中壓變壓器的變比，從而調節互感器的二次輸出值。

3.3 回裝階段

3.3.1 分壓電容器與電磁裝置疊裝。回接高壓端子與低壓端子連線，檢查油箱內無異物，取下枕木，定位孔定好位置后，緩慢將電容分壓器落下，檢查分壓電容器與電磁裝置接觸嚴實，用螺栓緊固好，確認無滲油、漏油現象。起吊電容器和電磁裝置至固定底座上方，按照原始位置定位好，緩慢落下，固定好電磁裝置與固定底座之間的連接螺栓。

3.3.2 中、上節耦合電容器回裝。起吊中、上節耦合電容器至分壓電容器上方，按照原始位置定位好，緩慢落下，將中、上節耦合電容器和分壓電容器連接起來，緊固好之間的連接螺栓。

3.3.3 檢查電容式電壓互感器的電容分壓器及電磁單元已回裝完畢，二次接線已按原樣恢復。

3.4 試驗階段

回裝完成后，對電容式電壓互感器進行絕緣電阻試驗以及介損試驗，試驗數據滿足要求。

3.5 精度復測階段

連接試驗導線，使用標準電壓互感器作為標準器對調節后的電壓互感器進行精度試驗。采用低電位端測量誤差，將被檢互感器一次電壓分別調節至20%Ue、50%Ue、80%Ue、100%Ue、120%Ue，從誤差測量裝置上讀取比值誤差和相位誤差。精度調節后的電容式電壓互感器精度試驗數據滿足JJG314-2010《測量用電壓互感器檢定規程》和JJG1021-2007《電力互感器檢定規程》標準要求。

4 總結

此次電容式電壓互感器精度超差處理，原因分析準確，處理方法得當，提高了設備可用率。同時避免了不必要的技改費用發生，節約了生產成本開支。

參考文獻：

[1]劉佳鑫，郎業興，韋德福， 等.500kV電容式電壓互感器過熱異常診斷分析[J].電力電容器與無功補償，2018，39（6）：66-70，74. DOI：10.14044/j.1674-1757.pcrpc.2018.06.013.

[2]顧用地，李顯鵬，董新豐， 等.一起500kV電容式電壓互感器的故障處理及原因分析[J].電氣工程學報，2018，13（12）：24-30. DOI：10.11985/2018.12.005.

[3]夏震，劉宏耀，豆河偉， 等.關于電容式電壓互感器電壓異常原因探討及預控措施[J].變壓器，2018，55（10）：64-67.

作者簡介：荊大龍（1990-），男，本科，安徽淮北，電氣專業。