王海峰

摘要：串聯(lián)補(bǔ)償法用于電流互感器高壓介損測量是解決現(xiàn)場試驗(yàn)電源問題有效方法，在現(xiàn)場進(jìn)行高壓介損測量時(shí)，特別要注意高壓引線及強(qiáng)電場干擾的影響。對(duì)測量結(jié)果要進(jìn)行綜合分析。本文對(duì)傳統(tǒng)的高壓介損測量方法進(jìn)行了闡述，同時(shí)提出了2種新型的電流互感器高壓介損測量方法，并探討了其改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：電流互感器;高壓介損;測量

1 傳統(tǒng)的高壓介損測量方法

傳統(tǒng)的電流互感器高壓介損測量中，試驗(yàn)所需的電源一般要通過大型的變壓器來得到?一般情況下，電流互感器的電壓等級(jí)在220kV或以下，要測量該等級(jí)互感器的高壓介損，需要1臺(tái)高壓試驗(yàn)變壓器，其額定電壓為150kV?額定電流為0.1A;1臺(tái)調(diào)壓器，其容量為15kVA?輸入電流為60A;1臺(tái)高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，其額定電壓為150kV?電容量為50pF;1臺(tái)介損測量儀器;相應(yīng)的電源線與專門的引線?雖然傳統(tǒng)的電流互感器高壓介損測量方法在理論上可以有效地進(jìn)行測量，但在現(xiàn)場試驗(yàn)中，傳統(tǒng)的測量方法有一定的缺陷，由于其所選的儀器電源容量較大，要在現(xiàn)場試驗(yàn)中使一次電流達(dá)到30～60A是有一定難度的?以上所列的介損測量所需儀器都是大型設(shè)備，在進(jìn)行現(xiàn)場測量時(shí)，需用大型車輛運(yùn)輸，搬運(yùn)過程中，由于搬運(yùn)設(shè)備的啟動(dòng)運(yùn)行，勢(shì)必會(huì)對(duì)測量儀器造成一定的影響;另外，由于是大型設(shè)備，需要較多的技術(shù)人員進(jìn)行操作運(yùn)行，作業(yè)難度較大，人員負(fù)擔(dān)較重;測量儀器還很容易受干擾，若在干擾強(qiáng)的現(xiàn)場，將給測量數(shù)值帶來較大誤差，導(dǎo)致結(jié)果的不確定性?

tanδ 是表征絕緣介質(zhì)在電場作用下由于電導(dǎo)和極化滯后效應(yīng)等引起的能量損耗，是表征設(shè)備絕緣性的基本指標(biāo)之一，也是反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的重要參數(shù)。通過測量tanδ，可以發(fā)現(xiàn)互感器絕緣的一系列缺陷，如絕緣受潮、油或浸漬物臟污或劣化變質(zhì)、絕緣中有氣隙發(fā)生放電絕緣缺陷等。

2 新型電流互感器高壓介損測量方法

2.1 串聯(lián)補(bǔ)償法

傳統(tǒng)的電流互感器高壓介損測量方法存在一定的問題，故以下提出串聯(lián)補(bǔ)償法?由于電抗與容抗的性質(zhì)不同，串聯(lián)補(bǔ)償法可利用兩者的差異來減小試驗(yàn)電源的容量?L 為補(bǔ)償電抗器，C 為電流互感器的等效電容，U0為激磁變壓器的電壓，UL為補(bǔ)償電抗器兩端的電壓，UC為電容C 兩端的電壓?

當(dāng)電路中等效的容抗大于電抗時(shí)，其電抗器的電壓向量和互感器的電壓向量方向相反，此時(shí)電容電壓等于兩者之和?在選擇電抗器時(shí)，電抗值接近電流互感器的容抗值，則可降低激磁變壓器輸出的電壓值?補(bǔ)償電抗器的額定電壓需大于測試電流互感器的最高相電壓，額定電流需大于I0?根據(jù)電容C 值與電壓值UC得出電流值I0，則可得出該電抗器的額定電壓與額定電流?在選擇電抗器時(shí)，還應(yīng)盡量使電抗值與互感器容抗匹配?具有3個(gè)抽頭的環(huán)氧澆筑柱體結(jié)構(gòu)的電抗器滿足條件且性能較好，因此在現(xiàn)場測試情況下，一般選用該電抗器?串聯(lián)電抗器臺(tái)數(shù)可由公式N=INT （0.9ZC/ZL）得出?其中INT為取整函數(shù)，ZC為電流互感器的容抗，ZL為電抗器的阻抗?確定激磁變壓器額定電壓（UN）及電流（IN），并用以下2個(gè)不等式來進(jìn)行校驗(yàn)：IN≥I0，UN≥I0ΔZ式中，ΔZ 為試驗(yàn)回路的剩余阻抗?確定標(biāo)準(zhǔn)電容器：所選的標(biāo)準(zhǔn)電容器額定電壓需大于測試電流互感器的最高相電壓，容量在50～100pF之間，介損值應(yīng)小于0.01%?

2.2 串聯(lián)諧振法

由于電流互感器為容性互感器，因此采用串聯(lián)諧振方法對(duì)其進(jìn)行升壓處理?傳統(tǒng)測量方法中試驗(yàn)電源容量較小，因此利用串聯(lián)諧振進(jìn)行升壓，增大電源容量，電路圖中當(dāng)電抗器值與互感器容抗參數(shù)匹配時(shí)，一次電流較小，且電源容量能滿足現(xiàn)場試驗(yàn)要求，同時(shí)所需變壓器的容量也在很大程度上減小。傳統(tǒng)的測量方法僅選擇一個(gè)電抗器，使得電感量不可調(diào)且電容量較小，不能滿足現(xiàn)場要求，同時(shí)設(shè)備體積較大，不便于現(xiàn)場搬運(yùn)?該串聯(lián)諧振法采用多個(gè)電抗器積木搭接串聯(lián)，可減小電抗重量，便于現(xiàn)場試驗(yàn)，同時(shí)也便于調(diào)節(jié)電感量?采用三相并聯(lián)同時(shí)加壓的方法，可進(jìn)一步減小補(bǔ)償電抗器的電感量，同時(shí)增加電容量，最終使電容量達(dá)到單相的3倍?串聯(lián)諧振法需要5～7臺(tái)便攜式電抗器，1臺(tái)高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，1臺(tái)額定電壓為20kV?額定電流為1A的激磁變壓器，1臺(tái)交流分壓器，1臺(tái)介損測試儀以及專用的電源線?引線?串聯(lián)諧振法用幾臺(tái)小的電抗器取代了傳統(tǒng)的大型設(shè)備，且很大程度上減小了電源容量，方便工作人員作業(yè)?其輸出電流波形較好，無需過壓保護(hù)?該方法特殊的三相并聯(lián)加壓方式，可最大程度上避免大型升壓器的運(yùn)輸裝卸，從而提高效率?

3 改進(jìn)方案

3.1 對(duì)串聯(lián)補(bǔ)償法的改進(jìn)

對(duì)于串聯(lián)補(bǔ)償法，其所獲得的電源容量僅為傳統(tǒng)高壓介損測量方法的1/16，從而在很大程度上降低了試驗(yàn)電源容量?但同時(shí)，與串聯(lián)諧振法相同，其抗干擾能力不強(qiáng)，需對(duì)該方法進(jìn)行一定的改進(jìn)?可采用異頻電源作為試驗(yàn)電源，從而避開50Hz的電場干擾，對(duì)干擾頻率在50Hz左右時(shí)進(jìn)行采樣取值，求取平均值測量介損數(shù)據(jù)?對(duì)于串聯(lián)補(bǔ)償法，使電抗值與容抗值匹配，降低激磁變壓器的輸出電壓值，從而減小試驗(yàn)電源容量，同時(shí)也需滿足一定的補(bǔ)償范圍及現(xiàn)場調(diào)節(jié)方便的要求?在現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)，都需使電流互感器高壓介損測量儀器體積盡量小?重量盡量輕，以便于現(xiàn)場運(yùn)輸裝載?

3.2 對(duì)串聯(lián)諧振法的改進(jìn)

對(duì)于以上提出的串聯(lián)諧振法，雖然在現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)比傳統(tǒng)的測量方法方便，但該方法抗干擾能力弱，需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)?為避開50Hz以下的電場干擾，利用異頻電源作為試驗(yàn)電源，當(dāng)干擾頻率在50Hz左右時(shí)，各采集1個(gè)點(diǎn)的數(shù)值，并求取平均值來推算該頻率下的介損數(shù)據(jù)?對(duì)于串聯(lián)諧振法，主要需確定電抗參數(shù)，在電壓?電流滿足條件的同時(shí)，需具備一定的補(bǔ)償范圍，使其便于調(diào)節(jié)，在以上條件下，要盡量減小設(shè)備體積，便于現(xiàn)場試驗(yàn)?

結(jié)語

作為檢測電流互感器絕緣情況的有效手段之一，對(duì)高壓介損必須進(jìn)行準(zhǔn)確測量?本文提出的串聯(lián)補(bǔ)償法與串聯(lián)諧振法，都可解決傳統(tǒng)測量方法試驗(yàn)電源容量較大的問題，較好地減小設(shè)備體積，便于現(xiàn)場測量與運(yùn)輸，同時(shí)也可減輕作業(yè)人員的負(fù)擔(dān)?

參考文獻(xiàn)

[1]閻春雨，王永輝，劉海峰，等.串聯(lián)補(bǔ)償法用于電流互感器高壓介損測量[J].河北電力技術(shù)，2002（1）

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