电容式(CVT)电压互感器现场测试

【摘要】介绍一种采用“外推法测电容式电压互感器误差”新原理研制的电压互感器现场检测装置校验电容式电压互感器的方法、优点并与传统测试方法检测的结果做比对，证明了该装置测试电容式电压互感器的有效性和准确性。

【关键词】电容式;电压互感器;外推法;现场检定

1.引言

随着电力系统输电容量的不断扩大，电网电压等级逐步提高，进行现场校验需用串联或并联谐振升压的测试方法，需要配置升压装置（升压变压器、调谐电感、调谐电容）、测差回路（标准电压互感器、校验仪、电压负载箱）一次及二次导线等设备，测试接线复杂、所需的设备种类繁多、笨重，搬运困难，现场安装不仅费时费力，且存在安全隐患。由于电容式电压互感器（CVT）容性负载大（最大可达几万Pf），所需试验变压器和电源的容量大、电压等级高，故用传统的现场检定试验非常困难，有时甚至无法进行现场校验。所以提出CVT误差现场便携测试装置不需要体积庞大的升压装置、不需要高等级的电压互感器标准、不需要负荷箱等，即可完成现场快速测试CVT的误差测试工作。

2.传统的检定方法

2.1 检定方法

传统的电容互感器检定是高端测差法，电压标准器需要比被检互感器高两个等级或以上的准确度的标准互感器、校验仪、升压装置谐振器、电压负载箱和相应的一次及二次测试线。如图1所示。

图1 高端测差法

2.2 现场设备的要求

在现场进行电容式电压互感器的检定时，由于现场使用的互感器电压体积较大，除互感器校验仪、电压负荷箱与实验室使用的设备基本相同外，标准电压互感器的体积及重量都比较大，而且被测互感器安装在比较高的位置，而且电容式互感器的一次电压值都≥110KV。和其它仪器所连接的一次、二次线都比较长（一次极性端A的线必须是硬线），无意中增加了不确定的负载，因此要求电源的容量、电抗器及标准电压互感器的容量都很大，通常传统校验现场电容式电压互感器的设备的总体重量都非常大。

2.3 传统设备的优点和缺点

用这种传统的测试方法，符合国家计量检定规程的规定，检定数据有效可靠。在现场条件允许的情况下，还广范的采用这种方法。传统方法的缺点是：由于现场电压大、容量高。通常110KV以上的电容式电压互感器一次升不到额定电压值。按照检定电力互感器规程要求，互感器的检测点为80%、100%、120%（115%）额定电压，因此用这种方法只能检定部分测试点。此外，现场检测需要无电状态下测试，接线时间长，并且被测互感器大都安装在高处，在现场需要梯子及吊车的配合才能完成接线及拆线。费大量的人力物力，而且不一定能顺利的完成测试。

用这种检定方法检定一台互感器最快也要1个多小时，需要求停电的时间长，对电力系统的影响比较大。

目前用这种方法检定现场电压互感器对大多数互感器由于上述原因根本无法进行检定，直接影响计量的可靠性、准确性。

3.新型互感器校验装置的检定法

3.1 新型互感器现场检定装置

电容式电压互感器现场检定装置，是一种间接法即外推法的便携式检定装置，可以检定35～500KV的0.2级和0.5级电容式电压互感器。

3.2 新型互感器的工作原理

电容式电压互感器的原理线路如图2所示。图中C1和C2为分压电容器，L为电抗器，PT为电磁式电压互感器。一次电压由AN输入，二次电压分别由1n -1a、2n -2a和da-dn绕组输出。

图2 电容式电压互感器原理线路

在电容式电压互感器中，电容分压是线性的，负荷误差也是线性的，只有电磁式电压互感器的空载误差是非线性的。因此，可以在低压2.2kV下测得电容式电压互感器的空载误差、负荷误差，再通过测二次励磁导纳外推得到80%、100%和120%（115%）额定电压下的空载误差，就可最后得到电容式电压互感器在额定负荷和下限负荷80%、100%和120%（115%）额定电压下的误差。

但是电磁式电压互感器的一次串联有电容器C2和电抗器L，在50Hz下，一次回路的容抗和感抗产生谐振，需要通过变频才能测得二次励磁导纳，并由导纳差外推得到80%、100%和120%（115%）额定电压下的空载误差。

3.3 设备的优点

新型电容式电压互感器检定装置可以检定35KV～500KV的0.2级和0.5级电容式电压互感器。装置体积小;重量轻，接线方便。通常检定一台互感器不超过10分钟，并且只需两个人即可轻松的完成互感器误差测试工作。接线如图3所示：

图3 装置的接线

3.4 存在问题

由于这种检定方法目前国家还没有相应的检定规程出来，所以目前只能采用比对法。

4.用传统法和外推法的数据比对

在山南地区藏木水电站现场用该测试装置和用传统谐振升压方法对同一式品型号为：TYD110√3-0.02GH，一次电压为：110√3KV，二次电压为：100√3V，额定负荷为：50VA.准确等级为：0.2.进行数据比对，结果如表1所示。

从表1测试数据可以看出：用外推法测试的误差数据和用传统方法测试的误差进行对，最大比值差误差为0.043%，相位差误差为：1.3′均未超过0.2级误差限值的1/3，满足要求。

5.结束语

现场电容式电压互感器的准确测量对于电力部门电能的准确计量具有重要的意义。以往由于测试方法和设备的限制，使现场许多电容式电压互感器检定不能按照检定规程进行周期检定。随着计量技术的发展，现场检定电容式互感器检定装置符合计量的检定要求。大大的提高了现场计量的人力、物力。并且通过大量的现场试验，证明该装置能够更加有效、准确的进行现场电容式互感器的误差测试工作。

参考文献

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作者简介：酒小朋（1978―）， 男，山西太原人，大学本科，工程师，现供职于山西省机电设计研究院。