電容式電壓互感器的自激法測量誤差分析

（國網黑龍江省電力有限公司牡丹江供電公司）

摘 要：隨著我國經濟水平的日益發展，我國不同行業得到了蓬勃的發展，尤其是電力企業的日益完善，對我國經濟建設做出了重要的貢獻。對此，本文主要從以下幾個方面對電容式電壓互感器的具體結構及其基本原理進行分析，從而提出了相關見解，提供給相關人士，供以借鑒。

關鍵詞：電容式電壓互感器；自激法；誤差

通常情況下，和電磁式電壓互感器進行比較，電容式電壓互感器有著較多的優勢，例如較好的絕緣性，較高的耐壓質量等，不會和斷路器斷口電容出現鐵磁諧振的情況，而且也可以和載波通信進行兼容；隨著電壓等級的提升，不需要花費較大的資金。由于電壓互感器所具有的安全性能會對電網的正常運行帶來直接的影響。所以，相關人員一定要對電壓互感器檢測引起必要的重視，避免誤差的情況，才能夠為電網的順利進行提供重要的保障。

1 電容式電壓互感器的結構及原理

電容式電壓互感器主要由電容分壓器和電磁單元組成。電容分壓器由一臺或幾臺耦合電容器（具體數量根據電壓等級來確定）串聯疊裝而成，通過中壓端和低壓端與電磁單元連接。電磁單元由中間變壓器、補償電抗器、保護裝置、阻力裝置等構成，并置于油箱里，其二次繞組由油箱正面的出線端子盒引出。

輸電線路的高壓電通過電容分壓器抽頭輸入電磁單元，經過中壓變降為低壓電后供計量和繼電保護之用。電磁單元中的電抗器用來補償電容分壓器的容性阻抗，使二次電壓隨負載變化而減小；阻尼裝置用來抑制鐵磁諧振。

2 自激法測試原理

電容式電壓互感器從結構上分為兩類：一類是帶有分壓抽頭，采用正接線方式直接測量其電容量和介質損耗；另一類是中壓端子沒有引出抽頭，采用自激法其電容量和介質損耗。自激法測量C1、C2的原理圖如圖1、圖2所示。

由圖1、圖2可知，自激法測量時均從輔助繞組da、dn加壓，其主要原因是在分別測量C1、C2時，C1、C2分別與中間TV的電感及補償電感形成諧振回路，可能會出現危險的過電壓，所以測試時一定接上阻尼裝置，即從da、dn上加壓。測量C1時，標準電容器與C2串聯；測量C2時，標準電容器與C1串聯。

3 影響測量誤差的主要因素

3.1 測量環境的影響

（1）雜散電容產生的影響。通常情況下，對于電容式電壓互感器來說，所存在的高壓臂通常都是由若干個耦合電容器串聯構成的，無論哪個耦合電容器又是有諸多個電容元件通過串聯的形式形成的。由于高壓臂對相關地雜散電容能夠達到數十至數百微法的范圍，與此同時在高壓臂對高壓端中也會具有雜散電容，產生誤差的主要因素之一包含雜散電容。對于這些雜散電容來說，對高壓試驗產生的影響進行分析，通常能夠采取模擬計算模型的方式進行消除。（2）就溫度的影響而言，溫度會在一定程度上對介質損耗所產生的影響和相關材料、結構等方面存在密切的聯系。通常情況下，介質損耗都是隨著溫度的變化而發生改變的。為了對比提供方便，在實際試驗的過程中需要將各種溫度所得到的介質損耗值換算到20℃的范圍。某些絕緣材料在不高于臨界值的情況下，所產生的介質損耗會隨著溫度的改變而發生變化；而對于潮濕材料來說，需要控制在0℃的范圍內使水分凍結，這樣就沒有較大的介質損耗。

由此可知，過低溫度下測得的介質損耗值不能反映真實的絕緣狀況，容易導致錯誤的結論，因此介質損耗測量溫度不應低于5℃。

3.2 測量方法的影響

（1）高壓引線與被試品夾角的影響。某年10月，測量110kV變電站110kV#122電容式電壓互感器A相的介質損耗因數，該電容式電壓互感器的型號是TYD-110/根3-0.01H。測量時高壓引線角度a分別為0、10、45、90°，測得的介質損耗因數和電容量見表1。

顯而易見，試品的介質損耗因數會隨高壓引線角度的不同而發生變化。當高壓引線與試品夾角為90°時，測量結果符合相關試驗規程要求。

（2）搭鉤接觸不到位亦或是接地不恰當的影響。相關人員在對現場檢測的過程中應用搭鉤連接試品的時候，因為引流線氧化層處于過厚的狀態亦或是大風吹的線出現擺動的情況，容易出現接觸不良的情況，進而發生接觸點放電的情況，致使測量數據發生波動的情況。與此同時，接地不良也會在某種程度上致使有關數據出現波動的情況，這時候相關人員應當將接地點上面存在的油漆和銹蝕處理徹底。（3）測量儀器產生的影響。由于測量儀器出現的問題會在某種程度上對數據的準確性帶來不利影響，亦或是沒有數據讀出。出現這種現象可以采取正、反接法對相關電容亦或是電容器進行檢測，倘若測量結果較為精準，那么就可以對儀器的具體情況進行準確判斷；將測試線拔下以后就需要做好空升作業，倘若無法正常進行，那么儀器就可能存在一些質量問題。（4）電容分壓器低壓端引出套管和引出端子板的絕緣性能的影響。由于測量C1和C2時，δ端子的電位為2500V左右，處于高電位狀態，沿小套管表面的泄漏電流、引出端子板上的δ端子對地的泄漏電流以及絕緣板的絕緣性能都會影響測量結果。當端子板受潮或低壓套管受潮時，δ端對地的絕緣電阻減小，tanδx隨δ端對地的絕緣電阻的減小而增大，采用自激法測量C1和C2的介質損耗時將導致結果偏大。

3.3 注意事項

（1）應當對二次端子做好相應的拆接工作，并采取二次安全措施，在相關人員的監督下進行操作，線頭的位置要做好適當的標記。當試驗完畢以后，相關人員應當對已經拆掉的端子聯線進行拆除，要不然會致使設備出現損壞的情況。（2）在實際測量的過程中，應當對中間變壓器的每一個位置都做好工作，避免短路情況的出現。

結束語

通過以上內容的論述，可以得知：相關人員應當采取自激法對電容式電壓互感器中存在的C1、C2的電容量及其相關損耗參數進行檢測，并且采取適當的手段對測量環境、設備等因素存在的誤差情況加以排除，進而呈現出設備的實際情況，為電網可以實現安全目的提供重要的保障。

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作者簡介：韓圣禹（1980-），男，畢業于東北電力大學電氣工程及其自動化專業，現從事電能計量工作，助理工程師。endprint