220kVGIS电磁式电压互感器现场变频感应耐压试验_苏陈云.doc

220kVGIS电磁式电压互感器现场变频感应耐压试验_苏陈云 DOI:10.13625/j ki.hljep.2013.04.021 第35卷第4期2013年8月黑龙江电力 HEILONGJIANGELECTRICPOWER Vol.35No.4Aug2013 220kVGIS电磁式电压互感器现场变频感应耐压试验 苏陈云，戴智荣 (湖南省送变电建设公司调试所，长沙410000) 摘 要：为检查电磁式电压互感器（PT）的纵绝缘缺陷，通常对其进行三倍频感应耐压试验，由于PT存在杂散电容，试验时通 常会出现二次绕组电流过大的问题。为此，结合现场实际状况，提出在220kVGIS电磁式PT所有二次绕组并入相同的小电抗，补偿杂散电容引起的容性电流，采用交流变频技术，选择一个合适的试验频率（高于PT铁芯饱和理论计算的频率），对PT进行变频感应耐压试验。经案例验证，该方法较好地解决了三倍频感应耐压时二次绕组电流偏大、补偿电抗器匹配困难的问题。 关键词：220kVGIS；电磁式电压互感器；变频感应耐压；励磁特性；绝缘性能中图分类号：TM451 文献标志码：A 文章编号：10021663（2013）04034603 Onsitevariablefrequencyinductionwithstandingvoltagetestof 220kVGISelectromagneticpotentialtransformer SUChenyun，DAIZhirong （DebuggingBureau，HunanElectricPowerTransmissionandTransformationConstructionCompany，Changsha410000，China） Abstract：Inordertodetecttheradialinsulationdefectsofelectromagneticpotentialtransformer（PT），thethirdtheoverharmonicgenerationinductionwithstandingvoltagetestisnecessarySincethereisstraycapacitanceinPT，combingwiththepractice，thispaperproposestomakesecondarywindingcurrentisalwaysgeneratedTherefore， smallreactanceparallelinginallsecondarywindingsof200kVGISelectromagneticPT，compensatesthecapacitivecurrentcausedbystraycapacitanceandselectsthesuitablefrequency（theoreticalcalculatedfrequencyhigherthanPTcoresaturation）toconductvariablefrequencyinductionwithstandingvoltagetestbyacvariablefrequencytechnologyTheexampleprovesthatthismethodwelldealswiththelargesecondarywindingcurrentatthirdharmonicgenerationinductionwithstandingvoltageandmatchingforcompensationreactor Keywords：220kVGIS；electromagneticpotentialtransformer；variablefrequencyinductionwithstandingvoltage；excitationcharacteristics；insulationperformance220kV电磁式电压互感器（PT）一般是分级绝 感应耐压试验的目的是考核PT对缘电压互感器， 工频过电压、暂时过电压、操作过电压的承受能力， 检测外绝缘和层间及匝间绝缘状况，检测PT电磁线圈质量不良（如漆皮脱落、绕线时打结）等纵绝缘 12 。在进行PT二次绕组加压感应耐压试验缺陷 时，现场通常会碰到二次绕组电流过大的问题，需 要改进试验方法，降低二次绕组电流。对此，本文在试验现场采用交流变频技术，对电磁式PT进行 较好地解决了现场实际问题。变频感应耐压试验， 收稿日期：20130320 作者简介：苏陈云（1982），男，硕士，助理工程师，主要从事高压电 气试验工作。 1电磁式PT励磁特性 在PT二次侧绕组中进行励磁特性试验（即空 50%、80%、测量电压为额定电压的20%、载试验）， 100%和120%，记录相应的电流值，对于中性点直220kVGIS电磁接接地的电压互感器（N端接地）， 式PT最高测量电压为额定电压的150%，测量出对 34 。电磁应的励磁电流，铁心不饱和则产品合格 式PT进行感应耐压前后均应进行一次励磁特性试 可有效检测出绕组是否有过热、匝间短路等不验， 良现象，使缺陷提前暴露，以免造成设备运行事故。 第4期苏陈云，等：220kVGIS电磁式电压互感器现场变频感应耐压试验·347· 2 电磁式PT变频感应耐压试验频率 选择 于电磁式电压互感器一次侧存在一个杂散电容Cx，在PT二次侧加压时，该杂散电容相当于容性负电压越高，容性电流Ic越大，且IcIL。GIS结载， 构的特殊性使该杂散电容在GIS中的值相对比较大，现场进行感应耐压试验时，通常会遇到二次侧电流过大，而一次侧电压达不到规程要求的问题，因此现场试验必须改变接线方式，降低二次侧电流。3.2 二次侧变频感应耐压试验由于GIS结构的原因，不可能在电压互感器一 根据PT励磁特性，若在额定频率下对互感器 进行感应耐压试验，则在升高电压时，铁芯中磁通将会严重饱和，此时即使磁通变化量很小，也会导致励磁电流增大到不能允许的程度。而在绕组匝数及磁通幅值一定的情况下，增加电源频率可以达到增加电压的目的。在进行电磁式PT变频感应耐压试验时，试验电源的频率应不低于导致铁芯中磁 220kV及以上系统都是中通饱和的频率。在中国， 性点有效接地系统，进行电磁式PT励磁特性试验 时，要求在1.5倍额定电压下，其铁心不会饱和。现场对220kV电磁式PT进行变频感应耐压，试验 铁芯饱电压为出厂试验电压值的80%（368kV）时，和的理论计算频率值为 Us368 fb=×fn=×50=846Hz Un×K145×15 （1） Un为电式中：Us为电压互感器交流耐压试验电压， 压互感器相电压，K为额定电压因数，fn为额定频fb为理论计算饱和频率。率， 由此可见，现场感应耐压试验频率应严格参照电磁式PT励磁特性。采用变频电源时，考虑一定的频率裕度，试验频率宜大于100Hz，且经电磁式PT厂家确认不会引起铁芯饱和。 次侧接入一个电抗或电感对杂散电容进行补偿从 提出在所而降低二次侧电流。根据现场实际状况，有二次绕组都并联一个相同电抗值的电抗，并且采 用交流变频技术，找到一个合适的谐振频率（不一频率宜在100Hz以上，上限不超过定是150Hz），300Hz，以免PT铁芯过热，变频感应耐压试验接线如图2所示。从二次侧读取电压折算到一次侧时， “容升”220kV电压等级容升系数为必须考虑效应，8%5，即当二次侧dadn绕组电压加到268.3V时，折算到一次侧绕组电压约为368kV 。 3GIS电磁式PT变频感应耐压试验 为了防止电磁式PT铁芯饱和，现场采用交流 变频技术，从二次侧对PT进行变频感应耐压试验，通过互感器变比计算出一次侧电压值，并且要求试验电压值满足规程规定，试验时电磁式PT二次绕组电流一般在3040A（厂家提供） 。 图2 电磁式电压互感器变频感应耐压试验 现场进行变频感应耐压时应注意：1）需监视所 3a3n绕组有二次绕组的电流，并且同时监视dadn、的电压；2）只能通过二次侧电压折算到一次侧进行 电压监视，若在一次侧直接测量电压会增加PT杂散电容，从而导致二次电流增大；3）采用电抗器进行补偿时，补偿后被试品必须呈容性（欠补偿），以座驾、箱壳、铁芯免发生谐振；4）被试PT一次绕组、 均应接地；5）上限频率不应超过300Hz，以免PT铁芯过热；6）PT二次非加压绕组尾端接地，防止悬浮过压。 X电压互感器总电抗；R电压互感器总电阻； Cx互感器分布电容 图1电磁式电压互感器等效图 3.1 二次侧电流过大的原因 空载情况下电磁式PT等效图如图1所示。由 ·348· 表1 dadn电压/V50801002005080100200268.3 变频电源输出电流/A7.011.214.128.40.61.11.43.14.4 电压/kV68.6109.7137.1274.368.6109.7137.1274.3340.7 黑龙江电力第35卷 变频感应耐压与三倍频感应耐压试验数据 1a1n电流/A3.86.27.414.33.96.68.517.122.2 2a2n电流/A4.26.37.214.14.06.98.217.022.2 3a3n电流/A4.06.07.2144.06.88.417.222.4 123.1（变频感应耐压） 150 （三倍频感应耐压） 试验频率/Hz 折算到一侧 注：容升效应按8%考虑，当一次侧电压为340.7kV时，实际高压侧电压已经达到368kV，试验时间为49s 4现场实例5结论 以某GIS变电站220kV电磁式电压互感器交流耐压实验为例说明。PT型号JDQX2252，该PT二次有4个绕组，计量1a1n、测量2a2n、保护额定电压均为100/辅助绕组额定绕组3a3n，电压为100V，二次绕组最大允许电流为40A。实验从二次侧辅助绕组dadn加压，并不对二次 当二次侧输入电压达到104V（折算绕组进行补偿， 到一次侧电压约为142.6kV）时，此时输入电流已 经达到40A，若输入电压再增加，输入电流将大于无法完成试验。对此，在现二次侧最大允许电流， 场对每个绕组并入了2个15mH的电抗器（每个电较好地补偿了容性电流，保抗器额定电流为20A）， 证了低压二次侧电流不超过厂家要求值，成功完成了PT的感应耐压试验。两种感应耐压试验用补偿 只是试验频率不同。变频感应耐压与三电抗相同， 倍频感应耐压试验数据如表1所示。表1中变频电 源输出电流为dadn与补偿电抗并联后的总电流。比较表1中数据可知：采用变频感应耐压能成 而采功完成220kVGIS电磁式PT感应耐压试验，用三倍频感应耐压时，由于电抗器补偿不够，导致 二次侧电压达到220V后电压无法继续升高（此时耐压装置输出电流为32A），未能完成试验，即在三 电抗器匹配比较复杂；装置倍频感应耐压试验时， 输出电流明显高于变频感应耐压时变频电源输出 电流，非加压绕组电流相差不大，而且，在电抗器补PT二次绕组容易超过最大允许电偿相同的情况下，流值。 1）现场对GIS电磁式PT进行感应耐压试验时，为了防止铁芯饱和，必须注意试验频率的选择，PT厂家应确试验频率应高于式（1）中理论计算值，认试验频率下铁芯不会出现饱和。 2）采用交流变频技术，从PT二次加压对一次进行感应耐压试验时，由于PT存在杂散电容，导致可以通过在二次绕组中并入小电二次侧电流较大， 必须考虑一抗来补偿电容电流。进行感应耐压时， 220kV电压等级容升系数为定的“容升”效应， 8%。另外，可以采用二次侧变频感应耐压代替传统三倍频感应耐压，补偿电抗器选择更为灵活，为现场试验提供了方便。 3）电磁式PT进行交流耐压前后均应进行一次励磁特性试验，不仅要比较耐压前后的励磁特性，还应与同批次的PT励磁特性试验结果进行综合比 作为判断是否合格的依据。较， 参考文献： 1董国震分级绝缘电压互感器倍频感应耐压试验的分析J 2007，43（3）：235236高压电器， 2国家电网公司人力资源部电气试验M北京：中国电力出 2010：261264版社， 3中华人民共和国能源部GB501502006电气装置安装工程 S北京：中国计划出版社，2006电气设备交接试验标准 4中国国家标准化管理委员会GB12072006电磁式电压互感 S北京：中国标准出版社，2006器 5赵玉富，电测与陈卓娅等GIS中电压互感器的现场检定J 2007，500（44）：3436仪表， （责任编辑 张兴业）