电容式电压互感器误差影响因素及现场验收注意事项.pdf

电容式电压互感器误差影响因素及现场验收注意事项
董森森',平海涛,王静丽',田冠军,焦淑敏
(1.平顶山平高安川开关电器有限公司,河南平顶山467001;2.国网河南省安阳市滑县供电局,河南安阳45500
摘要]基于CVT的固有特性介绍了其误差的影响因素,通过计算及实际经验,详细分析了各影响因素的特性,并
归纳总结出CVT交货验收注意事项。
关键词CVT现场验收误差特性温度系数频率央角
0引言
个串联电容元件组成,电容元件一般采用膜纸复合绝缘结
构。目前,大多数厂家采用两膜一纸结构,由薄膜和纸再
电容式电压互感器(以下简称CVT)具有绝缘简单、无加上铝箔卷制而成,压装后通过特制低温焊料使各元件串
铁磁谐振、高电压等级下成本优势大等常规电磁式电压互联在一起,再装入瓷套内,进行真空干燥处理。
感器所不具备的优点,但存在误差影响因素较多的缺陷
当温度变化时,电容器芯子(电容元件)中的绝缘介质
为现场交接验收带来了诸多不便。本文从CVT原理出薄膜和电容器纸由于收缩或膨胀效应,使得元件中介质介
发,对其误差影响因素进行逐一描述,并提出现场验收注电常数发生变化,从而改变电容量。温度系数反映的是电
意事项。
容分压器在标称下限工作温度到高出标称上限工作温度
1CVT结构及原理
15℃的范围内,产品电容量随温度变化的规律,其值为
CT主要由电容分压器及电磁单元组成,其中,电容分(う.C)た?其中,C为电容器在各测量点的电容
压器由耦合电容器及分压电容器组成;电磁单元由油箱、变
压器、补偿电抗器、避雷器、阻尼器等组成。电容分压器既量;Ca为电容器在20℃下的电容量;为测量点温度与
是互感器绝缘载体,又作为传感器为电磁单元变压器原边输20℃的差值;k为温度変化区间的测量次数
入提供一次电压,因此在CVT设计中,电容分压器的重要性
变压器原边信号U2
当C1或C2任一个温
不言而喻,要使互感器二次能修准确反映一次电压信号,变度系数过大时,电容分压比必会发生变化,此时变压器原
压器原边输入信号必须准确。为此,除了要求电容分压器能边信号就偏离设计值,互感器误差势必改变。温度影响附
够稳定保持分压比外,还加入了补偿电抗器,用以补偿一次
加比差计算式为:
回路中电容分压器产生的容性压降。当Xc=X时,一次回
路岀现谐振,变压器原边可以得到精准的阻性压降信号,此
△f=100Sc△ tsince
(C1+C2)U
(%
时互感器内阻最小,误差随负荷変化最小,二次输出容量最式中,S为额定负荷,VA: sino=0.6;c为电容分压器
大。CVr原理如图1所示。
温度系数,K~1;t为运行时温度与准确度试验时温度之
差,℃;n为额定角频率,Hz;C1为高压电容,F
为低压电容,F;Ur为中间变压器原边电压,V。式(1)即
为温度对CVT误差影响的计算式,使用时,求出△f加上
环境温度下实测误差即为运行温度下的误差结果。
接波装
在我国,CvT运行环境温度一般为一40~+45℃,
假设误差在12℃下测试。以TYD220/3-0.005H为例,
图1CVT原理图
满载时G1=0.00557pF,C2=0.04885F,Ur=13kV,
ac=5X10~1K,S=50VA,则由式(1)可计算出
2误差影响因素
在+45℃下误差增量△f=0.017,在-40℃下误差增量
△f=-0.027。
2.1电容分压器温度系数影响
需要指出的是,CVT国家标准里温度系数试验采用
在众多CVT误差的影响因素中,电容分压器温度系直接法进行,即将产品整体或电容器部分放入温度试验
数是首要因素,且温度越低其影响越大。电容分压器由多箱,在温度变化范围内,每隔15℃进行电容量测试,根据
收稿日期:2015-03-25
作者简介:董森寐(1984),工程师,从事互感器研发工作;平海涛(1979),高级工程师,从事高压升关产品研发工作;王静丽(1985-),工程师,
从事高压开关产品研发工作;田冠军(1973-),高级工程师,从事变电运行工作;焦淑敏(1976-),高级工程师,从事变电运行工作
电工技术1201519期」5
测试结果求出温度系数。但对于温度和频率对CVT误差压的频率可能不是工频,此时测试误差势必产生较大的出
的影响,国标内并未强制性要求采用直接法,加上采用直入,这是因为产品出厂时是基于工频试验变压器调试得到
接法试验时,需要采用人工环境试验室,构造一40~的误差。频率影响附加比差计算式为:
+45℃的极限温度,不但要将产品整体放入气候试验室,
100 Sine
而且误差测试设备(标准电压互感器、校验仪、工频试验
变压器等)也要全部放进气候试验室,该项试验费用极式中,sing=0.6;o为实际角频率,Hz。
高,成本极大。此外,由于测试人员需要进人试验室进行
电网中,频率一般在士1%波动,仍以TYD220/3
操作,加上测试设备在极限温度下工作,人员安全性、测0.005H为例,满载时代入各项数据,求得高频下误差增
试设备工作稳定性也不可知。因此,试验站进行该项试验量△f=-0.021,低频下误差增量△f=0.021。
时,只采用间接法计算,此时就不可避免地出现计算结果
在现场验收试验时,串联谐振装置的频率远非
和实测结果的偏差。
50Hz,可能是倍频或者其它频率。当频率改变10Hz时,
国标要求CVT温度系数在5×10-K,代入式(1)假设一次电压频率为60Hz,计算得高频下误差增量为
计算后发现其对误差的影响较小,且二次负荷越小附加误-0.076:当一次电压频率为70H2z时,计算得高频下误差
差就越小。当二次计量绕组为10VA时,附加误差几乎可增量为ー-0.142。对于计量级二次绕组,误差要求限值为
以忽略,但实际运行中可能并非如此。例如某厂家CVT0.2,当出现如此大的误差增量时,极有可能造成满载测
设备早上和中午误差测试结果差异极大(同样工况下),最试结果超出限值。这就是现场测试时,误差结果与出厂结
后产品发至试验站进行了温度系数试验,发现温度系数为果发生较大偏移的原因。
4.5×10-4K',满足国标要求,而且按此系数计算时,误2.3一次设备接入影响
差影响量更小。由于该地区为西北地区,早上和白天温差
大,在同样测试工况下,误差结果出现如此大的差异,不
CVT出厂时,采用工频试验变压器对单独、完整的
得不对温度影响计算的准确性提出质疑,因此认为温度影CVT进行误差调试得到合格产品;现场验收时,也应对
响比差计算式只能作为参考,有可能不能完全反应真实误独、完整的产品进行误差验收试验。而实际上,有些电
差情况。鉴于此,生产厂家在降低温度系数的同时,考虑站为了工期进度等原因,先将CVT全部安装完毕,并已
采用直接法进行温度影响误差试验,或自行构造条件进行接人了隔离开关或避雷器等设备再进行误差试验,且为了
试验,以摸清CVT承受温度影响时的真正规律,方便修
试验方便,直接将一次电压加在两种开关设备的连接线
正误差计算式
上,此时测试结果极易超出限值。
由于一次母线及其它开关设备均有对地分布电容,因
2.2频率影响
此CVT一次加入了一次母线及其它设备后与分压电容耦
频率是影响CVT误差的第二大因素。其实,不仅是合,将改变原有电容值及分压比,从而造成误差。通常
VT,所有一次开关