倒立式電流互感器現(xiàn)場試驗(yàn)

1、220kV倒立式電流互感器現(xiàn)場試驗(yàn) 摘 要：通過對220kV倒立式電流互感器出廠試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)的電容量及介質(zhì)損失角的對比，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場試驗(yàn)電容量增大的原因是因?yàn)闇y量的部位和試驗(yàn)電橋接線方式不同。設(shè)備場地內(nèi)測量高電壓介質(zhì)損失角增大的原因是外電場干擾所致，要想測量高電壓介損，必須遠(yuǎn)離干擾源。定期試驗(yàn)時(shí)，測量一次繞組對整體的介質(zhì)損失角和電容量時(shí)，電流互感器一次引流線不拆除的測量數(shù)據(jù)應(yīng)綜合判斷分析。關(guān)鍵詞：倒立式電流互感器；高壓介損；定期試驗(yàn)1 前言 近年來，變電站安裝倒立式電流互感器越來越多，僅長春供電公司所屬220kV倒立式電流互感器已有78只，占所有220kV電流互感器的27.1%，倒立式電流互感器

2、除了它本身的諸多優(yōu)點(diǎn)之外，還因其特殊結(jié)構(gòu)，使其在現(xiàn)場試驗(yàn)過程中受外電場干擾比較嚴(yán)重。一旦倒立式電流互感器處在強(qiáng)電場下，受外電場的干擾，所測量的高電壓介質(zhì)損失角就不能反映設(shè)備的真實(shí)值。在定期試驗(yàn)中，為了保證所測量一次繞組對整體的介質(zhì)損失角和電容量與出廠值可以進(jìn)行對比，電流互感器一次引流線必須拆除，這給檢修人員帶來一定困難。為此，本文結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)對倒立式電流互感器試驗(yàn)中存在的問題加以論述并對幾種可行的解決辦法進(jìn)行闡述。2 倒立式電流互感器結(jié)構(gòu)簡介1.膨脹器外罩2.排氣塞3.膨脹器位置指示器4.金屬膨脹器5.高壓絕緣6.二次繞組7.一次端子8.儲油柜9.瓷套10.底座11.二次端子盒12.二

3、次端子13.注放油塞鐵心屏蔽罩殼二次引線管如圖所示 ：220kV倒立式電流互感器一次繞組為貫穿式導(dǎo)電桿結(jié)構(gòu)，一次繞組從二次繞組中心穿過，無漏磁通影響，二次繞組用有機(jī)材料澆注于鋁制屏蔽罩殼之中，二次引線經(jīng)套管引出，套管一端與鋁制屏蔽罩殼連接，另一端直接接地，套管內(nèi)置電容屏，通過設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的端屏，既有效地改善了產(chǎn)品內(nèi)部電場，又使外部沿套管表面的電場分布均勻，套管末屏經(jīng)外引接地， 二次測量和保護(hù)線路不會因絕緣擊穿而受到電襲擊。二次引線導(dǎo)管能夠承載短路電流，一旦頭部發(fā)生故障時(shí)，能將短路電流接地，避免套管部分發(fā)生爆炸。 3 倒立式電流互感器介質(zhì)損失角及電容量的測量列舉一組安裝在220kV農(nóng)安變電站2號

4、主變一次主的倒立式電流互感器（產(chǎn)品型式：I0SK245G2；生產(chǎn)廠家：上海MWB互感器有限公司出廠）的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示，一次繞組對整體的介質(zhì)損失角和電容量測量接線為：電流互感器一次繞組施加電壓，底座和地絕緣并與末屏連接在一起接測量信號，二次繞組短路接地，電橋采用正接線測量；一次繞組對末屏的介質(zhì)損失角和電容量測量接線為：電流互感器一次繞組施加電壓，末屏接測量信號，二次繞組短路接地，電橋采用正接線測量?，F(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示，一次繞組對整體的介質(zhì)損失角和電容量測量接線為：電流互感器一次繞組施加電壓，末屏二次繞組短路接地，電橋采用反接線測量；一次繞組對末屏的介質(zhì)損失角和電容量測量接線

5、為：電流互感器一次繞組施加電壓，末屏接測量信號，二次繞組短路接地，電橋采用正接線測量。表1 出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)相別施加電壓（kV）1073146A一次繞組對整體tan(%)0.20.1890.187電容量CX（pF）131113111311一次繞組對末屏tan(%)0.1970.1970.197電容量CX（pF）282282282B一次繞組對整體tan(%)0.210.190.19電容量CX（pF）131513151315一次繞組對末屏tan(%)0.210.210.21電容量CX（pF）282282282C一次繞組對整體tan(%)0.240.190.19電容量CX（pF）130313031303

6、一次繞組對末屏tan(%)0.210.210.21電容量CX（pF）281281281表2 現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)相別施加電壓（kV）1073146A一次繞組對整體tan(%)0.209電容量CX（pF）1372C%(與出廠值相比)4.65一次繞組對末屏tan(%)0.2090.4870.406電容量CX（pF）279.4278.6278.7C%(與出廠值相比)-0.92B一次繞組對整體tan(%)0.214電容量CX（pF）1376C%(與出廠值相比)4.64一次繞組對末屏tan(%)0.2040.5930.566電容量CX（pF）280280.5280.7C%(與出廠值相比)-0.71C一次繞組對整

7、體tan(%)0.201電容量CX（pF）1357C%(與出廠值相比)4.14一次繞組對末屏tan(%)0.2040.6180.608電容量CX（pF）279.1279.4279.5C%(與出廠值相比)-0.68備注：該組電流互感器驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)已安裝在農(nóng)安一次變電站2號主變一次主構(gòu)架上。4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析4.1 一次繞組對整體電容量增大的原因從表1和表2可以看出，倒立式電流互感器在測量一次繞組對整體的電容量時(shí)，現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)和出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較，誤差接近5%，DL/T 596-1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程中要求電容型電流互感器主絕緣電容量與初始值或出廠值差別超出±5%范圍時(shí)應(yīng)查明原因，因

8、此應(yīng)查明誤差接近上限的原因。經(jīng)和生產(chǎn)廠家試驗(yàn)人員溝通，致使一次繞組對整體電容量增大的原因是：電橋采用的接線方法不同是造成的，出廠試驗(yàn)時(shí)電橋采用正接線測量，而現(xiàn)場試驗(yàn)由于電流互感器已經(jīng)安裝在構(gòu)架上，受現(xiàn)場試驗(yàn)條件所限，電流互感器底座無法與地絕緣，電橋只能采用反接線，采用電橋反接線時(shí)，有一部分電流，由高壓引線通過瓷套表面及空氣流入大地，由于空氣部分較大，這部分電流，主要是由空氣介質(zhì)所決定的，當(dāng)空氣濕度不大，電流互感器瓷套干凈時(shí)，可視為純電容電容電流，只增加電容量，對介質(zhì)損失角影響不大。試驗(yàn)時(shí)我們需要在設(shè)備場地外（遠(yuǎn)離干擾源）測量高壓介損，在測量高壓介損時(shí)，在10kV電壓下測量了一次繞組對整體的電容

9、量和介損，電橋的接線方式與出廠試驗(yàn)相同，所測得的電容量與出廠值一致。確實(shí)證明使用電橋反接線測量一次繞組對整體的電容量與出廠值誤差在+5%左右時(shí)是可以接受的。一次繞組對末屏的介損和電容量，出廠試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)電橋在10kV電壓下所測得數(shù)據(jù)基本相同，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。4.2 高電壓介質(zhì)損失角變化的原因從表2看出，高電壓下測量的數(shù)據(jù)，只有一次繞組對末屏電容量、介質(zhì)損失角的高電壓下的測量數(shù)據(jù)，而沒有一次繞組對整體的高電壓的測量數(shù)據(jù)，因?yàn)?，該組電流互感器已經(jīng)安裝在構(gòu)架上，測量一次繞組對整體的電容量和介質(zhì)損失角時(shí)，只能采用電橋反接線，電橋反接線試驗(yàn)電壓最高是10kV，所以不能進(jìn)行一次繞組對整體的電容量和介質(zhì)損

10、失角的高電壓下測量。表2中的數(shù)據(jù)反映出，測量一次繞組對末屏的高電壓介質(zhì)損失角與10kV電壓下測量的介質(zhì)損失角相差很大，超出了規(guī)程允許值，并與出廠試驗(yàn)時(shí)高電壓下的介損相差很大，DL/T 596-1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程中說明：當(dāng)tan隨試驗(yàn)電壓由10kV升到Um/時(shí)，tan增量超過±0.3%，不應(yīng)繼續(xù)運(yùn)行，該組電流互感器雖然不是運(yùn)行中設(shè)備，但是，10kV與Um/時(shí)的tan增量已經(jīng)超過了±0.3%。為了進(jìn)一步分析，試驗(yàn)人員把該組電流互感器一次繞組對末屏高電壓下的介質(zhì)損失角變化最大的C相移到場地外，離帶電設(shè)備遠(yuǎn)一些，再次進(jìn)行了高壓介損試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3。表3 移到場地外試

11、驗(yàn)數(shù)據(jù)相別施加電壓（kV）1073146C一次繞組對整體tan(%)0.203電容量CX（pF）1294.2C%(與出廠值相比)-0.67一次繞組對末屏tan(%)0.2090.3280.326電容量CX（pF）279.4277.7277.7C%(與出廠值相比)-0.92從表3看出，在場地外測量一次繞組對末屏的高電壓介質(zhì)損失角與場地內(nèi)測量結(jié)果差別較大，場地外測量高壓介質(zhì)損失角值接近出廠值，說明在帶電附近測量一次繞組對末屏的高電壓介質(zhì)損失角時(shí)，確實(shí)受到外電場的干擾，使實(shí)測值增大，通過了解倒立式電流互感器結(jié)構(gòu)得知：末屏從貼近導(dǎo)桿處引出，導(dǎo)桿周圍的電容屏，套管上電容屏高壓端在電容屏最外部，外側(cè)承受高

12、電壓（即設(shè)備的運(yùn)行電壓），內(nèi)側(cè)承受低電壓（地電位），末屏在運(yùn)行中接地，由于套管的特殊結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行高壓介損試驗(yàn)時(shí)，套管末屏受到外電場的干擾，測量高電壓介損時(shí)，無論試驗(yàn)電源反相、倒相，都無法消除外電場的干擾。4.3 不拆除一次引流線會引起電容量及介質(zhì)損失角的變化 在定期試驗(yàn)時(shí)，若只測一次繞組對末屏介損和電容量，不進(jìn)行一次繞組對整體的介損和電容量測量，并沒有檢測到高壓屏與低壓屏之間絕緣最薄弱的部位，測量一次繞組對整體的介損和電容量，便于發(fā)現(xiàn)電流互感器絕緣最薄弱的部位，若要測量整體介損和電容量，電流互感器一次引流線必須拆除才能與初始值相比較?？稍趯?shí)際工作中，檢修人員拆除倒立式電流互感器一次引流線非常困

13、難，現(xiàn)在有些變電站引流線為管母線，拆除一次引流線耗時(shí)費(fèi)力，既不安全，又延誤作業(yè)時(shí)間，表4是220kV北郊變電站2號主變一次主電流互感器，測量一次繞組對整體介損和電容量不拆引流線測量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與初始值的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。從表4可以看出測量倒立式電流互感器一次繞組對整體的介損和電容量，在實(shí)際工作中，我們從幾組220kV倒立式電流互感器，不拆引線所測量的數(shù)據(jù)和初始值比較，介損值相差不大，電容量增大80 pF到90 pF之間。不拆引線測量必須在良好的天氣下進(jìn)行，空氣相對濕度不易過高，以免外部環(huán)境的影響，造成介損值增大，無法與初始值進(jìn)行比較。對不同線路而言，即使在相同的氣候條件下，由于引流線長度不同，不拆引線測

14、量時(shí)，所測得的介損和電容量與初始值的變化也不可能完全相同，試驗(yàn)時(shí)，要綜合判斷分析，避免不拆引線測量時(shí)無結(jié)論。表4 不拆引線與拆引線數(shù)據(jù)對比相別施加電壓（kV）10A一次繞組對整體tan(%)初始值0.203不拆引線值0.180電容量CX（pF）初始值894.9不拆引線值978.8B一次繞組對整體tan(%)初始值0.198不拆引線值0.182電容量CX（pF）初始值897.6不拆引線值982.6C一次繞組對整體tan(%)初始值0.191不拆引線值0.171電容量CX（pF）初始值883.6不拆引線值967.64.4 小結(jié) 4.4.1 根據(jù)吉林省電力有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW/Z-09-1.

15、036-2007互感器檢修及試驗(yàn)規(guī)范66500kV電壓等級少油倒立式電流互感器檢修及試驗(yàn)規(guī)范中規(guī)定：由于少油倒立式互感器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)導(dǎo)致現(xiàn)場上臺后試驗(yàn)時(shí)，電容量及介損測量（反接法）易受周圍線路及電磁場影響，造成測試誤差增大，所以驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)應(yīng)在無干擾的情況下進(jìn)行正接線及反接線測試，與出廠試驗(yàn)結(jié)果比對，如數(shù)據(jù)相符則認(rèn)為產(chǎn)品合格。安裝后再與驗(yàn)收相同的方法進(jìn)行一次測試，此數(shù)據(jù)作為日后定期試驗(yàn)的對比依據(jù)。4.4.2 110（66）500kV互感器技術(shù)規(guī)范中2.10款，要求電流互感器的運(yùn)輸過程中不能有嚴(yán)重震動(dòng)、顛簸和沖撞現(xiàn)象。由于倒立式電流互感器的結(jié)構(gòu)的特殊性，在設(shè)備場地外試驗(yàn)時(shí)，一定要采取可靠的安全措施，使倒立式電流互感器在試驗(yàn)過程中不發(fā)生傾倒。 4.4.3 不拆除一次引流線測量一次繞組對整體電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)， 會使測量的電容量增大，介質(zhì)損失角在天氣狀況良好的條件下變化不大，因此在不拆除一次引流線試驗(yàn)時(shí)要注意天氣及引流線長短等因素的影響，所測得的電容量要進(jìn)