电容式电压互感器

电容式电压互感器（CVT）CapacitorVoltageTransformers电网检修培训部李宏博2014年5月CVT结构CVT应用及特点CVT工作原理CVT试验项目我们做哪几个试验？电容式电压互感器作为一种电压变换装置应用于电力系统，主要用作电测量仪表及继电保护装置的电压信号取样设备，它接于高压设备与地之间，将系统电压转换为二次电压。概述电容式电压互感器的特点与传统电磁式电压互感器相比较：1、体积小，重量轻，现场便于安装和运输。2、由温度变化引起的电容量和分压比的变化可以忽略不计。3、每节分压电容内装金属膨胀器，在互感器本体温度变化时保持内部压力微正压，不容易渗漏油。4、电容器的电感量小，因此，除用做系统电压测量外，还作为载波或继电保护信号的上传通道。5、正常运行时不需要对其中的绝缘油进行处理和分析。6、运行时不易导致系统的铁磁谐振。7、电压等级越高,其相对成本越低,节省设备投资

。8、由于是电容型设备,实现绝缘在线监测更加容易。

缺点：电容式电压互感器误差特性和暂态特性比电磁式互感器差，输出容量较小。T为成套装置；YD为电容式电压互感器。尾注字母表示：H为防污型（Ⅲ级）；TH为湿热带型；G为高原型；F为中性点非有效接地系统用（无此字母为中性点有效接地系统用）。老产品曾采用YDR-口作为CVT的型号，Y为电压互感器；D为单相；R为电容式；方框表示系统电压值。型号说明一、结构一、结构电容分压器电磁单元电容式电压互感器一、结构1、电容分压器电容分压器由单节或多节耦合电容器构成，耦合电容器则主要由电容芯体和金属膨胀器组成。由电容分压器从电容高电压抽取一个中间电压，送入中间变压器。一、结构电磁单元铁壳油箱各种组成元件中间变压器补偿电抗器阻尼器过压保护元件2、电磁单元一、结构一次接线端子板上节电容分压器下节电容分压器电磁单元二次输出接线板油位视察窗接地板吊装孔一、结构220kV电容式电压互感器一、结构220kV电容式电压互感器一、结构220kV电容式电压互感器一、结构110kV电容式电压互感器一、结构电容式电压互感器油箱内的元件一、结构一、结构试验大厅500kV电容式电压互感器一、结构试验大厅500kV电容式电压互感器接线端子一、结构CVT接线端子一、结构CVT接线端子二次接线端δ(N)xXT一、结构C1—高压电容（主电容C11、C12）C2—中压电容（分压电容）T—中间变压器（中压互感器）一、结构L—补偿电抗器F—保护间隙J—载波耦合装置一、结构一、结构1a,1n;2a,2n—主二次绕组da,dn—辅助绕组Z—阻尼器CK—补偿电容一、结构二次绕组一、结构δ（N）-电容分压器低压端X端-接地端L补偿电抗器：运行中电压互感器实际的电压UC2将小于计算电压值UC2=C1/(C1+C2)U，且分压回路中流过的负荷电流越大，误差越大，为此在C2的两端串入补偿电抗器。补偿电抗器L的作用是补偿电容器的容抗，使二次电压稳定，避免分压电容上电压随负荷的变化而变化。电抗器L的铁芯带有空气间隙，以免发生饱和现象。一、结构元件作用L补偿电抗器：在工频条件下，电抗器的电抗值XL与中间变的漏抗值之和应大致等于（C1+C2）的容抗值，用来调节一、二次电压间的相位。但做C2介损试验时，应采取措施防止谐振。一、结构元件作用F作用：C2上出现异常过电压时，F先击穿以保护补偿电抗器、分压电容和中间变压器。一、结构元件作用构成：1、氧化锌MOA（或加或不加电阻）；2、间隙加电阻。J—高频载波通信一、结构元件作用Z作用：消除可能产生的铁磁谐振过电压。这是由于CVT受到二次侧短路、断路器等冲击作用时，可能产生谐波铁磁谐振，常见的是3分之一次谐波，这将在中间回路中产生大电流和过电压，对互感器绝缘和测量仪表、继电器将造成危害，并可能导致保护装置误动作。一、结构元件作用什么是铁磁谐振？一、结构电容式电压互感器的等值电路是由非线性电感和电容组成，其自然谐振频率比工频要低很多。当互感器一次侧突然分合闸或二次侧发生短路时，暂态过程产生的过电压会使中间变压器铁芯出现饱和，电感急剧下降，从而使此时回路的自然谐振频率上升，这就可能出现某一分次谐波谐振。如果在二次侧串接一个电阻，二次回路中的电流对高压绕组中电流建立起来磁通起去磁作用，二次电流越大去磁效果超好，如果长期短接一个电阻，就不可能发生谐振。一、结构(1)纯电阻阻尼器需要相应增大CVT容量。虽然有良好的抑制铁磁谐振的效果，但它相当于一个不小的二次负荷，增大互感器的误差(2)谐振型阻尼器电感和电容器在工频下谐振，呈现高阻抗，R消耗功率很小，可以降低CVT容量。阻尼器一、结构(3)速饱和型阻尼电阻电抗器铁芯采用坡莫合金（铁镍合金），出现分次谐波时电抗器铁芯将极速饱和，电抗值将大大下降，谐波电流通过电阻，抑制铁磁谐振。阻尼器一、结构一、结构元件作用CK补偿电容：可补偿中间变压器的激磁电流和负荷电流中的电感分量，提高二次负荷的功率因数，从而减小测量误差。电压互感器二次绕组一端为什么必须接地？（1）防止一、二次绝缘击穿，一次侧高压串到二次侧来，对人身和设备造成危害。（2）防止二次侧绕组失去接地感应出很高的悬浮电位。二、应用及特点电压互感器分电磁式电压互感器和电容式电压互感器两种。目前CVT在我国的市场占有率：35～66kV等级，少量有用；110kV等级，80%以上；220kV等级，95%以上；330～1000kV等级，100%。电容式电压互感器相对电磁式电压互感器的优势主绝缘由电容器部分绝缘承担，可靠性高。从根本上解决了电压互感器引起的系统铁磁谐振问题。除具有电压互感器的全部功能外，还可兼作耦合电容器用于载波通信系统。110kV以上设备价格相对较低，电压等级越高价格优势越大。二、应用及特点电容式电压互感器相对电磁式电压互感器的不足二、应用及特点影响误差的因素较多（如温度、频率、电压和负荷）,误差特性比电磁式的差些输出容量小分压器和电磁单元电容式电压互感器由电容分压器和电磁单元组成。电容分压器由C1高压电容和C2中压电容串联组成。电磁单元由中间变压器、补偿电抗器串联组成。三、工作原理分压器多功能电容分压器可作为耦合电容器，在其低压端N（δ）端子连接结合滤波器以传送高频信号。三、工作原理电磁单元调准通过电容分压器的分压，将分压后得到的中间电压（一般为10～20kV）通过中间变压器降为100/√3V和100V（或100/3V，用于中性点非有效接地系统）的电压，为电压测量及继电保护装置提供电压信号。为了补偿由于负载效应引起的电容分压器的容抗压降，使二次电压随负载变化减小，在中压回路中串接有电抗器，设计时使回路等效容抗和感抗值基本相等，以便得到规定的负荷范围和准确级的电压信号。在中间变压器二次侧的一个绕组上，接有阻尼器，以便能够有效地抑制铁磁谐振。三、工作原理1、中间变压器一、二次绕组直流电阻当一次绕组与分压电容器在内部连接而无法测量时不测2、中间变压器的绝缘电阻要求：一次绕组对二次绕组及地应大于1000MΩ;二次绕组之间及对地应大于1000MΩ。3、电压比4、阻尼器检查5、电容器极间绝缘电阻要求：一般不低于5000MΩ说明：用2500V兆欧表四、试验项目6、电容值及tanδ（%）四、试验项目7、交流耐压和局部放电8、渗漏油检9、低压端对地绝缘电阻说明：用1000V兆欧表；低压端指N（δ)五、我们做哪几个试验？1、绝缘电阻中间变压器二次绕组之间的绝缘电阻电容器极间绝缘电阻低压端对地绝缘电阻五、我们做哪几个试验？电容器的电容值、tanδ（%）测量2、电容器的电容值、

tanδ（%）测量1、绝缘电阻试验目的检查绝缘状态最简便和最基本的方法，绝缘电阻大小通常能灵敏反映绝缘情况，能有效地发现设备绝缘整体受潮、脏污，以及击穿和严重过热老化等缺陷。不足之处：不能检测出局部性的缺陷。五、我们做哪几个试验？如何进行绝缘兆欧表的自检？1、手持电动兆欧表的高压端”L”绝缘手柄，让高压”L”端悬空，打开电源，选择所需电压等级，打开”启动”键，表针指示无穷大或超量程则说是开路试验合格。2、完成开路试验后，将高压端”L”与电动兆欧表的接地端子短路连接，表什指示为0则说明短路试验合格，关闭仪器电源。1、绝缘电阻五、我们做哪几个试验？绝缘电阻试验的试验接线1、按照试验接线图接线。接线时先接仪器接地线，后接仪器测量线；2、经工作监护人同意后才能打开电动兆欧表电源，选择合适档位，按”启动”键开始测量，待数据稳定或一分钟时即可读数；3、试验完毕后先用放电棒经电阻放电，后直接对地放电，充分放电后才能更换试验接线；4、按上述步骤测量CVT其它部位的绝缘电阻；1、绝缘电阻五、我们做哪几个试验？绝缘电阻试验的试验接线5、记录测量的绝缘电阻值，CVT铭牌，环境温湿度，试验日期，试验人员，仪器型号和编号。1、绝缘电阻五、我们做哪几个试验？绝缘电阻试验为什么要采用负极性？负极性可以使水分子趋向负极易暴露缺陷。负极性电晕起始电压比正极性低，大气中的击穿电压比正极性高。1、绝缘电阻五、我们做哪几个试验？试验接线图体积电阻表面电阻绝缘屏蔽分析测量的是体积电阻与表面电阻并联值！GU=0LAVE绝缘屏蔽原理R1R2R3R4R5R选我选我选我屏蔽环位置P3P1P2P1<P2<P3屏蔽环位置GAR1R2R3R4R5问题若不使用屏蔽环，是否将屏蔽线接到G端子上？芯线屏蔽层外皮绝缘层导体屏蔽分析I2GI1LGEr1r1r2Rr2ARL导体屏蔽原理1）极间绝缘电阻（2500V）1、绝缘电阻主电容器上节C11极间绝缘电阻1）极间绝缘电阻（2500V）1、绝缘电阻主电容器下节C12极间绝缘电阻2）低压端“δ（N）”绝缘电阻（1000V）1、绝缘电阻1、绝缘电阻3）中间变压器各二次绕组间及对地绝缘电阻（1000V）五、我们做哪几个试验？试验标准：DL/T393-2010五、我们做哪几个试验？试验标准：DL/T596-1996绝缘电阻试验危险点分析及防范措施1、进行CVT试验时，用不到的二次绕组至少要有一端接地，以防悬浮电位伤人；2、低压电容的尾端不用时要接地；3、试验前应对CVT进行充分放电，防止剩余电荷或感应电动势伤人；4、电动兆欧表进行自检或测量时，接线柱两端有高压输出，应防止电击伤人；5、带有自放电功能兆欧表试验结束后仍需放电并接地；6、试验结束应先放电、接地，再更换接线或拆线。五、我们做哪几个试验？2、介质损耗因数及电容量测量（1）介损通反映绝缘受潮、油或浸渍物脏污、劣化变质、绝缘中气隙放电。（2）电容量能反映出内部元件连接状况，若电容值升高，说明内部有击穿或受潮；若电容量减小，说明内部元件开路或缺油。五、我们做哪几个试验？西林电桥原理五、我们做哪几个试验？2、电容量及tanδZx·Z4=Zn·Z3西林电桥原理正接线、反接线五、我们做哪几个试验？介质损耗因数（tgδ）测量方式试品不接地，桥体E端接地，在需要屏蔽的场合，E端也可用于屏蔽。此时桥体处于地电位，R3、C4可安全调节。各种介损测试仪器正接线接线方法基本一致。正接线五、我们做哪几个试验？正接线介质损耗因数（tgδ）测量方式这是一种标准反接线接法，在试品接地，桥体U端接地，E端为高压端，在需要屏蔽的场合，E端也可用于屏蔽。此时桥体处于高电位，R3、C4需通过绝缘杆调节。这种方式桥体处于高电位，仪器内部高低压之间需要做好绝缘防护措施。反接线五、我们做哪几个试验？a）常规反接线反接线五、我们做哪几个试验？b）反接线高压屏蔽反接线五、我们做哪几个试验？c）反接线低压屏蔽反接线CN正接线五、我们做哪几个试验？C11对于电容式电压互感器的分压单元，由于C1和C2连接处是封闭的，不能直接采用正接线测试，如果测量C1和C2的串联值。由于与中间变压器对地电容跟C1和C2形成“T形网络”，如果中间变压器介损较大，可能出现负值。因此应采用自激磁法进行测试。采用自激磁法测试C1原理如右图：五、我们做哪几个试验？自激法COPYRIGHT(C)ALLRIGHTSRESERVED.

测量C1时，C2与标准电容CN串联，由于C2>>CN,串联后标准臂电容≈CN，介损也取决于CN可看作零。通过二次绕组加压在中间变压器一次侧感应出