電容式電壓互感器現場誤差測試及問題分析

張靜

（廣東電網有限責任公司珠海供電局供電服務中心，廣東 珠海519000）

1 概述

電容式電壓互感器具有體積小、重量輕，絕緣結構合理、不與線路諧振的優點，還可以兼作電力載波用，因此在220kV、110kV 電壓等級，電容式電壓互感器得到廣泛使用。

220kV 某站建設時110kV 和220kV 的電壓互感器全部采用的是電容式電壓互感器。在第一天校驗110kV 電壓互感器的過程中出現多次誤差超差的現象，該站同批次其他互感器現場檢定全部正常，那么110kV 電壓互感器顯示誤差超差的原因是什么呢？是不是校驗方法存在一定問題呢？

2 電容式電壓互感器的現場檢定方法

現場測量電壓互感器的誤差一般使用標準電壓互感器的比較法。圖1 為檢定電容式電壓互感器時的接線原理圖:

按照檢定規程相關規定，試驗時，必須在額定負載和下限負載下測量被試電壓互感器的誤差。

3 220kV 某站110kV 電容式電壓互感器現場誤差測試所遇問題及分析

3.1 現場誤差測試情況

當天測試時，由于現場環境的限制，110kV 電容式電壓互感器安裝在室內，人員在室外平臺上進行校驗，在被試電壓互感器和其他設備間采用六芯電纜進行連接。

經過一次校驗，每組測試結果都超差。隨后，工作人員檢查了是否有設備接錯、方向接反、參數設置不合理以及接觸不良等情況，經檢查發現這些情況都不存在，然后我們又進行了一次誤差測試，還是全部數據超差。需要查找引起超差的原因，并且在查找出原因后，再來進行110kV 的PT 現場誤差測試。

3.2 原因分析

經查閱文獻及自己理論測算發現了誤差超差的原因：負載箱錯誤的并聯在了互感器效驗儀的兩側。

3.2.1 負載箱并聯在互感器效驗儀兩側

當時現場誤差測試時，電壓互感器二次端子線、負載箱及互感器效驗儀之間的接線如圖2：

圖中，R11、R13、R14、R15 分別為六芯電纜各芯的線路內阻，由于各芯線路長度、內徑、材料基本相同，因此認定R11=R13=R14=R15=R。r12 和r16 為負載箱和互感器效驗儀之間的短接線，可近似看做r12=r16=r。

圖2 負載箱并聯在互感器效驗儀兩側接線圖

為了最大程度的降低測試設備對測量結果的影響，電壓互感器二次端子和負載箱連接的二次測試線內阻應盡量小，導線長度應盡量短。但是在實際的現場試驗中，為了保證現場試驗的安全性，六芯電纜的長度為10m 或者更長。因此在線路等效計算時，r 可以忽略不計，但R 的大小不能忽略。

同時為了降低測試導線內阻和接觸電阻對誤差測試的影響，保證電壓互感器端的電壓值準確傳到互感器效驗儀，一般互感器效驗儀的設計輸入阻抗都較大。

此時試驗計量繞組二次回路等效電路如圖3，圖中R 為六芯電纜各芯的線路內阻，Rf 為負載箱的阻抗，Rp 為互感器效驗儀的內阻，U 為被試電壓互感器二次側電壓。

由圖中可以算得負載箱的阻抗Rf 與互感器效驗儀內阻Rp并聯后電阻為

圖3 等效電路圖

線路電阻R 的分得電壓為

由于互感器效驗儀輸入電阻呈現高阻，故Rp>>R，Rp>>Rf。

3.2.2 負載箱并聯在被試電壓互感器二次側

當負載箱并聯在被試電壓互感器二次側時，電壓互感器二次端子線、負載箱及互感器效驗儀之間的接線如圖4。

圖中，R11、R12、R13、R14、R15、R16 分別為六芯電纜各芯的線路內阻，R11=R12=R13=R14=R15=R16=R。此時計量繞組二次回路等效電路如圖5，圖中R 為六芯電纜各芯的線路內阻，Rf為負載箱的阻抗，Rp 為互感器效驗儀內阻，U 為被試電壓互感器二次側電壓。

圖4 負載并聯在被試電壓互感器兩側接線圖

由圖中可以看到盡管負載箱接入回路時是經六芯電纜接入，此時負載箱兩端線路電阻較大，但是此時負載箱及其兩端的線路電阻并不影響負感器效驗儀兩端的電壓。此時影響負感器效驗儀兩端的電壓的是被試PT 二次側與互感器效驗儀之間相連的六芯電纜的線路內阻。

圖5 等效電路圖

由以上分析可以發現當負載箱并聯在被試PT 二次側時，線路電阻所引起的誤差可以忽略，故現場效驗電壓互感器時，應將負載箱并聯在被試PT 二次側。

3.3 后續測試

在找出第一次現場測試超差的原因后，我們對220kV 某站110kV 電壓互感器再次進行現場測試，改進了試驗接線，將負載箱通過六芯電纜并聯在被試PT 二次側。現場測試結果，所有誤差全部合格，由此證明我們正確的找出了誤差超差的原因，解決了實際問題。

4 結論

通過對220kV 某站電壓互感器誤差測試過程中超差的現象進行深入挖掘，和對負載箱接線位置的不同而誤差產生的影響，得出結論：在進行電壓互感器誤差測試時，負載箱應并聯在被試PT 二次側，否則將誤差測試數據產生影響，影響試驗的測試結論。