第七章 互感器的試驗(yàn)與診斷

1、第七章 互感器的試驗(yàn)與診斷第一節(jié) 互感器的絕緣試驗(yàn)一、電流互感器的絕緣試驗(yàn)我國(guó)目前生產(chǎn)的20kV 及以下電壓等級(jí)的電流互感器多采用干式固體夾層絕緣結(jié)構(gòu),在進(jìn)行定期試驗(yàn)時(shí),以測(cè)量繞組絕緣電阻和交流耐壓為主。測(cè)量繞組絕緣電阻的主要目的是檢查其絕緣是否有整體受潮或者劣化現(xiàn)象。測(cè)量一次繞組用2500V 兆歐表,二次繞組用1000V 或2500V 兆歐表,而且非被測(cè)繞組應(yīng)接地。測(cè)量時(shí)候還應(yīng)考慮空氣濕度、套管表面臟污對(duì)絕緣電阻的影響。必要時(shí)將套管表面屏蔽,以消除表面泄露的影響。溫度的變化對(duì)絕緣電阻影響很大,測(cè)量時(shí)應(yīng)記下準(zhǔn)確溫度,以便比較。為減小溫度的影響,最好在繞組溫度穩(wěn)定后進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于35kV 及以上

2、電壓等級(jí)的互感器,多采用油浸式夾層絕緣結(jié)構(gòu),除了應(yīng)進(jìn)行絕緣電阻和交流耐壓試驗(yàn)外,尚需做介質(zhì)損耗角正切值(tan 的試驗(yàn)。1、電流互感器極性檢查電流互感器極性檢查實(shí)驗(yàn)接線如圖7-1所示,當(dāng)開(kāi)關(guān)S 瞬間合上時(shí),若L 1和K 1同極性,則毫伏表的指示為正,指針右擺,然后回零。在電流互感器的極性檢查中L 1和K 1在鐵芯上起始是按同一方向繞制的,極性檢查采用直流感應(yīng)法。 K2-+K1TAL2L1-+SmV圖7-1電流互感器極性檢查接線圖油斷路器套管型電流互感器二次側(cè)的始端a 與油斷路器套管的一次側(cè)接線端同極性。當(dāng)油斷路器兩側(cè)電流互感器流過(guò)同方向一次電流時(shí),兩側(cè)的a 端極性恰恰相反,在做極性試驗(yàn)時(shí),要將

3、斷路器合上,在兩側(cè)套管出線處加電壓。如圖7-2所示。 TA1圖7-2安裝在油斷路器上套管型電流互感器的極性檢查示意圖2、電流互感器的勵(lì)磁特性試驗(yàn)電流互感器的勵(lì)磁特性試驗(yàn)接線如圖7-3所示。PA (a TA (bTA NBA圖7-3電流互感器的勵(lì)磁特性試驗(yàn)接線圖(a輸出電壓220380V ;(b輸出電壓500VTR 調(diào)壓器;PA 電流表;PV 電壓表測(cè)量電流互感器的勵(lì)磁特性可以發(fā)現(xiàn)一次繞組有無(wú)匝間短路,如圖7-4,計(jì)算10%誤差曲線,并從勵(lì)磁特性校核用于繼電保護(hù)的電流互感器的特性是否符合要求。試驗(yàn)時(shí)電壓從零向上遞升,以電流為基準(zhǔn),讀取電壓值,直至額定電流。若對(duì)特性曲線有特殊要求而需要繼續(xù)增加電流

4、時(shí),應(yīng)迅速讀數(shù),以免繞組過(guò)熱。由于電流互感器一次繞組匝間短路時(shí),勵(lì)磁特性在開(kāi)始部分電流會(huì)比正常的略低,因此應(yīng)在開(kāi)始部分多測(cè)幾點(diǎn)。當(dāng)電流互感器勵(lì)磁電壓較高,電流較大時(shí),輸出電壓可增至500V左右,但讀取的勵(lì)磁電流值為毫安級(jí),因此對(duì)儀表的選取應(yīng)加以注意。 UI圖7-4電流互感器二次繞組匝間短路時(shí)的勵(lì)磁特性曲線1正常曲線;2短路1匝;3短路2匝根據(jù)規(guī)程規(guī)定,電流互感器只對(duì)繼電保護(hù)有特性要求時(shí)才進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn),但在調(diào)試工作中,當(dāng)對(duì)測(cè)量用的電流互感器發(fā)生懷疑時(shí),也可測(cè)量該電流互感器的勵(lì)磁特性,以供分析。3、電流互感器鐵芯退磁(1目的對(duì)電流互敢器鐵芯進(jìn)行退磁主要是因?yàn)樵谟写箅娏魍ㄟ^(guò)的情況下切斷電源或在運(yùn)行中

5、發(fā)生二次開(kāi)路時(shí),通過(guò)短路電流以及在采用直流電源的各種試驗(yàn)后,可能在電流互感器的鐵芯中留下剩余磁,使電流互感器的比差,尤其是角差增大。(2方法使一次繞組開(kāi)路,當(dāng)二次繞組額定電流為5A時(shí),通入12.5A電流,當(dāng)二次繞組額定電流為1A時(shí),通過(guò)0.20.5A的50HZ交流電流,然后使電流從最大值均勻降到零,并在切斷電流電源前將二次繞組短路。且在上述過(guò)程中,電流不應(yīng)中斷或發(fā)生突變,重復(fù)二、三次后,即可退去電流互感器鐵芯中的剩磁。二、電壓互感器的絕緣試驗(yàn)1. 試驗(yàn)內(nèi)容20kV及以下電壓等級(jí)的電壓互感器,多采用干式固體夾層絕緣結(jié)構(gòu)。但也有一部分是戶內(nèi)用的油浸式夾層絕緣結(jié)構(gòu)。對(duì)于它們的絕緣試驗(yàn)和電流互感器基本

6、相同,但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要,有時(shí)增加感應(yīng)耐壓試驗(yàn)。3566kV電壓等級(jí)的電壓互感器應(yīng)進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試、交流耐壓(串級(jí)絕緣不能進(jìn)行、感應(yīng)耐壓、介質(zhì)損失正切值(tan等項(xiàng)試驗(yàn)。66kV以上電壓等級(jí)的電壓互感器還應(yīng)增加絕緣油中溶解氣體分析試驗(yàn)。上述各項(xiàng)試驗(yàn)方法,可參考變壓器試驗(yàn)和絕緣油試驗(yàn)的有關(guān)項(xiàng)目。唯有對(duì)串級(jí)式電壓互感器的tan值測(cè)量要采取另外的接線才能得到正確的判斷。2. 串級(jí)式電壓互感器的tan值測(cè)量方法有高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器自激法、電容式電壓互感器的試驗(yàn)方法、低壓標(biāo)準(zhǔn)電容器自激法、末端屏蔽法。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況選用測(cè)量方法。(1高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器自激法采用高壓交流電橋,高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器自激法測(cè)量串級(jí)式電壓

7、互感器的tan值接線如圖7-5所示。圖中A-X為兩元件鐵芯串接高壓側(cè)繞組的出線端,a-x為低壓側(cè)繞組出線端,a d-x d為低壓側(cè)輔助繞組出線端。圖中利用電壓互感器本身作為試驗(yàn)變壓器,套管和繞組的對(duì)地電容作為C x。這種線路的電壓分布與電壓互感器工作時(shí)一致。所以避免了高壓側(cè)繞組靠近低壓端的容量大,造成主要反映低壓端介質(zhì)損失的缺點(diǎn)。如能采用更高電壓的標(biāo)準(zhǔn)電容器,使自激電壓達(dá)到額定值,就更接近實(shí)際。如國(guó)產(chǎn)的250kV六氟化硫標(biāo)準(zhǔn)電容器,就能夠滿足110kv及220kv 的電壓互感器在工作電壓下用自激法測(cè)tan的試驗(yàn)。試驗(yàn)方法和用QS型電橋?qū)?角接線法測(cè)量tan的方法完全一樣,由于橋體處于低壓端,所

8、以標(biāo)準(zhǔn)電容器可以選用更高電壓等級(jí)的,以滿足電壓互感器的測(cè)量要求。 a d圖7-5采用高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器自激法測(cè)量tan值接線(2低壓標(biāo)準(zhǔn)電容器自激法如圖7-6所示,利用QS1型橋體內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電容做電橋的標(biāo)準(zhǔn)臂,對(duì)串級(jí)式互感器進(jìn)行自激測(cè)量tan值。 圖7-6 利用低壓標(biāo)準(zhǔn)電容器自激法測(cè)量tan值接線由圖7-6可知,電橋的供電是取自輔助繞組端子上所感應(yīng)的電壓,標(biāo)準(zhǔn)電容橋臂承受的電壓較低,此時(shí)輔助繞組的負(fù)荷很小,U1和U2向量基本上是重合的,經(jīng)驗(yàn)證明他們之間的角差影響可以忽略不計(jì)。不管用高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器自激法,還是用低壓標(biāo)準(zhǔn)電容器自激法,在測(cè)量串級(jí)式互感器的值時(shí),仍然避免不了強(qiáng)電場(chǎng)的干擾影響。其干擾源,一個(gè)

9、來(lái)自互感器高壓側(cè)外界電場(chǎng)(附近的高壓設(shè)備,一個(gè)來(lái)自二次側(cè)激磁系統(tǒng)。前者可采用高壓屏蔽的辦法消除,具體辦法參考變壓器的試驗(yàn),后者可將調(diào)壓裝置的接地點(diǎn)盡量靠近滑動(dòng)接點(diǎn)。另外還可以配合調(diào)換自激電源的相位,使干擾減少到最小程度。(3末端屏蔽法如圖7-7所示,同樣可以利用QS 1型高壓電橋進(jìn)行測(cè)量,并需用高壓試驗(yàn)變壓器B ,在被試電壓互感器的高壓側(cè)激磁,同時(shí)供給電橋電源。低壓末端接地,低壓繞組也處于較低電位,這樣基本上避免了小套管因受潮和臟污對(duì)測(cè)量值的影響。可見(jiàn),末端屏蔽法的接線只能測(cè)出和低壓繞組及輔助繞組直接耦合的高壓繞組部分的tan 值。末端屏蔽法同樣有電源系統(tǒng)和外界電場(chǎng)的干擾問(wèn)題,其防止措施和自激

10、法相同。 圖7-7用末端屏蔽法測(cè)量tan 值接線(4電容式電壓互感器的試驗(yàn)方法電容式電壓互感器接線如圖7-8所示,由電容分壓器(包括主電容器C 1,分壓電容器C 2、中間變壓器(即中間互感器YH 、共振電抗器L 1、載波阻抗器L 2及阻尼電抗器R 等元件組成。 2 圖7-8電容式電壓互感器接線圖g 保護(hù)間隙;K 斷路開(kāi)關(guān)其介質(zhì)損失角tan 值的測(cè)試,可分單元件試驗(yàn)。例如,對(duì)電容器,可照電力電容的要求進(jìn)行試驗(yàn);對(duì)中間變壓器,可選用“自激法”或“末端屏蔽法”均可得到有效的結(jié)果。第二節(jié) 互感器的油色譜分析目前,在互感器的故障診斷中,單靠電氣試驗(yàn)的方法往往很難發(fā)現(xiàn)某些局部故障和發(fā)熱缺陷,而通過(guò)互感器中

11、氣體的油色譜分析這種化學(xué)檢測(cè)的方法,對(duì)發(fā)現(xiàn)互感器內(nèi)部的某些潛伏性故障及其發(fā)展程度的早期診斷非常靈敏而有效,這已為大量故障診斷的實(shí)踐所證明。油色譜分析的原理是基于任何一種烴類氣體的產(chǎn)生速率隨溫度變化,在特定溫度下,往往有某一種氣體的產(chǎn)氣率會(huì)出現(xiàn)最大值;隨著溫度的升高,產(chǎn)氣率最大的氣體依次為CH4、C2H6、C2H4、C2H2。這也證明在故障溫度與溶解氣體含量之間存在著對(duì)應(yīng)的關(guān)系。而局部過(guò)熱、電暈和電弧是導(dǎo)致油浸紙絕緣中產(chǎn)生故障特征氣體的主要原因。由于互感器的原理結(jié)構(gòu)與變壓器相似,因此,互感器的油色譜分析可參考變壓器油色譜分析部分。第三節(jié) 互感器的特性試驗(yàn)交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定,要檢查互感器各分

12、接的變比,要求與銘牌相比沒(méi)有顯著差別,對(duì)于更換繞組的互感器則規(guī)定要進(jìn)行變比誤差和相角誤差的測(cè)定,檢驗(yàn)互感器準(zhǔn)確級(jí)是否符合規(guī)定的比差、角差標(biāo)準(zhǔn)。采用專用的儀器-互感器綜合特性測(cè)試儀(有多種型號(hào)。電流互感器在正常工作時(shí),與普通變壓器不同;其原邊電流.1I 不隨副邊電流.2I 變動(dòng)而變化,.1I 只取決于原邊回路的電壓和阻抗。副邊回路所消耗的功率隨其回路的阻抗增加而增大,一般副邊負(fù)載都是內(nèi)阻很小的儀表,其工作狀態(tài)相當(dāng)于短路。一、電流互感器的向量分析如圖7-9所示,電流互感器正常工作時(shí),原邊繞組的磁勢(shì).1I 1W 大部分用以補(bǔ)償副邊繞組的磁勢(shì).2I 2W ,只一小部分作為空載磁勢(shì).0I 1W ,在鐵芯

13、中的磁通較小,所以在副邊繞組中感生的電勢(shì).2E 不大。如果.1I 不變,增大副邊回路的阻抗,則.2I 和副邊回路的磁勢(shì)將減小,而磁勢(shì).0I 1W 和磁通.必然增大,如果副邊回路開(kāi)路(2Z =,.2I =0,副邊回路的磁勢(shì).2I 2W 便等于零,總的磁勢(shì)將等于原邊回路的磁勢(shì),因而在鐵芯中建立的磁通將大大超過(guò)正常工作時(shí)的磁通,使鐵芯損失增大,引起過(guò)度發(fā)熱。同時(shí)在副邊繞組中感生較高的電勢(shì),可能達(dá)到危險(xiǎn)的程度。所以電流互感器副邊繞組不能開(kāi)路運(yùn)行。 1圖7-9電流互感器的向量二、電流比差的測(cè)量理想的電流互感器其電流比應(yīng)與匝數(shù)成反比,即1221I W I W = (7-1式中 1I 原邊電流(安;2I 副

14、邊電流(安; 1W 原邊繞組匝數(shù); 2W 副邊繞組匝數(shù)。如圖的向量圖所示,如果.2I 旋轉(zhuǎn)后與.1I 重合,就能滿足式7-1。事實(shí)上,由于激磁電流和鐵損的存在,會(huì)出現(xiàn)電流比差和角差。比差就是按電流比折算到原邊的副邊電流與實(shí)際的副邊電流之間的差值,如實(shí)際的電流比為I k =12I I (7-2那么,由測(cè)得副邊電流2I 就可以決定原邊電流1I ,即1I =I k 2I (7-3 但實(shí)際的電流比,一般不知道,因?yàn)樗碗娏骰ジ衅鞯墓ぷ鞣绞接嘘P(guān),為了決定1I 可以下式表示:1I =Ie k 2I (7-4 式中 1I 近似原邊電流(安;Ie k 額定電流比(廠家銘牌規(guī)定值,Ie k =e1e2I I 。

15、如采用標(biāo)準(zhǔn)電流互感器來(lái)測(cè)量電流,其誤差為221112100%100%100%Ie I Ie II IK I Ik I k I k k I I I k I k -= (7-5式中 I 電流誤差;IK 電流比差。從式7-5可見(jiàn),電流誤差也就是電流比差。電流比一般的測(cè)量接線如圖7-10所示,L B 為電流發(fā)生器,被試電流互感器x LH 和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器N LH 的原邊串聯(lián)在L B 副邊回路內(nèi),圖中的電流表的準(zhǔn)確度等級(jí),都必須較所接的電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)高,如被試電流互感器為0.5級(jí),電流表2A 應(yīng)為0.2級(jí)以上,標(biāo)準(zhǔn)電流互感器也要比被試電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)高,才有校驗(yàn)意義。V V 圖7-10電流比測(cè)量接

16、線例如:當(dāng)圖7-10中LHx 的額定變比=200/5,準(zhǔn)確度為0.5級(jí);LH N 的變比K N =200/5,準(zhǔn)確度為0.2級(jí);N I =5安,2I =4.9安時(shí),按式(8-28-4可算出被試x LH 的電流比,和電流比差為I k =2004.9=40.82;N k =40IK =40-40.82100%2%40.82=-I =200-204.1100%2%204.1=-當(dāng)然這種測(cè)量方法包括標(biāo)準(zhǔn)N LH 和電流表1A 的誤差在內(nèi),這對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)裝設(shè)的電流互感器的校驗(yàn)已足夠準(zhǔn)確。因?yàn)橐话銣y(cè)量用的電流互感器均為0.5級(jí)或1級(jí)。三、電流互感器角差測(cè)量電流互感器除了電流的誤差外,還有角誤差。它是原邊電

17、流和旋轉(zhuǎn)180o 后的副邊電流的向量之間的差角如圖7-11所示,從向量圖中可以看出:1202=-,2所在的直角三角形中,斜邊等于.0I 1W 。所以.0102.202102I W sin(tan I W I W cos(-=+-(rad (7-6因?yàn)?0102I W cos(-和.22I W 相比很小,故可忽略不計(jì),由此得.0102.22I W sin(I W -=(7-7因?yàn)?090o所以.02.221I c o s W I W =(7-8 角差的測(cè)試,需用專門(mén)的儀器。這里介紹一種用差流法測(cè)量角差的接線。如圖7-11(a所示,被校電流互感器x LH 和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器N LH 的原邊串聯(lián),副便

18、接入儀器形成三個(gè)基本電流回路:標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的副邊電流.N2I ,經(jīng)ABDE 形成一個(gè)回路;被校電流互感器的副邊電流.x2I 經(jīng)EDCB 形成第二個(gè)回路;互感線圈M 的副邊電流.N3I 經(jīng)電阻ab 形成第三個(gè)回路。圖中電阻rcd 流過(guò)的電流是2X I 和2N I 的差值.I 。 (a N2N3N3b(b圖7-11用差流法測(cè)量電流互感器誤差原理圖(a原理接線圖;(b向量圖圖7-11(b向量圖,可用來(lái)分析上述幾個(gè)回路中電流的相互關(guān)系。由圖7-11(b 可見(jiàn),.N3I 和.N2I 互差90o。假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)互感器的誤差等于零,就是.x2I 和.N2I 之間的角差。.2I sin tan I N = (8-

19、9因?yàn)榻禽^小(不超過(guò)1o 所以介質(zhì)損失角正切值為.2Isin tan I N = (8-10圖7-11(a 中調(diào)節(jié)儀器中電阻上的可動(dòng)點(diǎn),a及B使檢流計(jì)指示為零,此時(shí)在電阻r cd 上的壓降等于r A 和r B 上的總壓降,如圖中7-11(b的所示;r A 上的壓降和.N2I 同相,在電阻r b 上的壓降和.N2I 差90o ,故abc 和abc相似,所以又得知cd.3.r I sin I N b r = (7-11將式(7-11代入式(7-10得cd.3.r 3.222I I II sin I I I IN b N b cd N N N r r r = (7-12設(shè).3.2I C I N N

20、=,上式可以寫(xiě)成C b cdr r = (7-13從式7-13可以看出,調(diào)節(jié)r b 和r cd 電阻值使檢流計(jì)等于零時(shí)的讀數(shù),就可得到被?；ジ衅鞯慕遣睢Ｓ蓤D7-11(b的兩個(gè)相似三角形同時(shí)可以得到: cd.2.r I cos I N A r = (7-14因?yàn)镮 .22.22I I I cos 100%100%I I x N N N -= (7-15將式7-14代入式7-15得:I cd.2.r A .2I I I100%100%I N A cdN r r r = (7-16所以調(diào)節(jié)r A 和 r cd 電阻值,使檢流計(jì)等于零時(shí)的讀數(shù)即可得到被校電流互感器的電流比差I(lǐng) 。實(shí)際上,標(biāo)準(zhǔn)電流互感器

21、也有誤差,所以實(shí)際誤差還應(yīng)加上標(biāo)準(zhǔn)電流互感器本身的誤差,即N I I =+ (7-17 N =+ (7-18 式中N 標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的比差;N 標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的角差。 四、影響電流互感器誤差的原因影響電流互感器誤差的原因主要由以下三點(diǎn):(1由于鐵芯的磁導(dǎo)不好,鐵芯的損失增大,激磁電流也大;鐵芯的幾何尺寸設(shè)計(jì)得不適當(dāng),漏磁偏大。這些都直接影響互感器的角差,使其增大;(2副邊回路的電阻、電抗和負(fù)載因數(shù)(即2cos ,見(jiàn)圖7-9的大小,會(huì)影響的大小并使角差發(fā)生變化;(3副邊電流及其頻率的大小,可以導(dǎo)致副邊阻抗壓降的變化,因而不僅使角發(fā)生變化,而且可使電流比差變化。 五、電壓互感器的向量分析電壓互感器

22、的工作特性和電流互感器不同,當(dāng)原邊電壓基本不變時(shí),副邊繞組的工作電流很小,近似開(kāi)路狀態(tài);電壓互感器工作時(shí),其副邊繞組不能短路。為了滿足測(cè)量電壓準(zhǔn)確度的要求,通常電壓互感器的鐵芯磁密取得比變壓器低(約為600010000高斯,而繞組導(dǎo)線截面取得較大。如圖7-12所示,如果原邊和副邊繞組內(nèi)在工作時(shí)沒(méi)有阻抗壓降(.r I =0及.x I =0,由向量圖上可以看出: .11E U = ,.22E U =,.11.22u E U k E U = (7-19實(shí)際上鐵芯內(nèi)有損耗,繞組存在著阻抗,端電壓.2U 隨著負(fù)荷發(fā)生變化,因而測(cè)量電壓比,就產(chǎn)生了誤差。 圖7-12 電壓互感器的向量六、電壓比差測(cè)量原邊的

23、實(shí)際電壓對(duì)副邊的實(shí)際電壓比,叫做實(shí)際電壓比(如式7-19所示。 如果實(shí)際電壓比為已知,可求出原邊的實(shí)際電壓:12U U u k = (7-20 但實(shí)際電壓比一般也不知道,因?yàn)樗碗妷夯ジ衅鞯墓ぷ鞣绞接嘘P(guān)。為了求得1U ,可以利用額定電壓比(廠家供給的數(shù)據(jù),來(lái)求出近似實(shí)際的原邊電壓。即12U U ue k = (7-21 式中 12U U e ue e k =(銘牌的額定電壓比 (7-22用標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器校驗(yàn)的電壓比誤差:111U U 100%U u r -= 222U U 100%100%U ue u ue uuk u uk k k k r k k -= (7-23式中 u r 電壓的誤差;u

24、k r 電壓比的誤差。從式7-23可見(jiàn),電壓的誤差,也就是電壓比差。電壓比差的測(cè)量和變壓器一樣,也可以用電壓表法進(jìn)行。但要求比變壓器高,原邊應(yīng)施加額定的穩(wěn)定電壓,用標(biāo)準(zhǔn)N YH 測(cè)量原邊電壓,副邊要加規(guī)定的負(fù)荷。其接線如圖7-13所示,所用電壓表應(yīng)比電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)高。 V 1圖7-13電壓互感器電壓比測(cè)量接線YH N 標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器;YH x 被測(cè)電壓互感器;R 負(fù)荷電阻例如:有一135JDJJ -型電壓互感器,其原邊電壓1U 為 副邊電壓2U 為0.5級(jí),容量為150 伏安,試測(cè)量其電壓比誤差。已知額定變壓比為350ue k = 電壓表1V 的指示為57.7伏,從而求得1U 57.535

25、0=20195=伏。如將N YH 的電壓比誤差忽略不計(jì),則電壓表2V 的指示為2U 57=伏。因此,實(shí)際電壓比為2019535457u k = 將整理后的數(shù)據(jù)代入式得350354100% 1.1%354uk r -=- 由此可見(jiàn),這個(gè)135JDJJ -型電壓互感器準(zhǔn)確級(jí),大于1級(jí),比銘牌規(guī)定的誤差大。測(cè)量時(shí)應(yīng)注意一定要考慮被測(cè)電壓互感器的負(fù)荷,即伏安數(shù),所以還必須測(cè)量副邊回路的電流。七、互感器電壓角差測(cè)量電壓互感器的角差是指原邊電壓.1U 與旋轉(zhuǎn)180o 后的副邊電壓.2U 之間的夾角u ,如圖7-14所示。測(cè)量電壓互感器角差的原理和測(cè)量電流互感器的角差原理相同,只是測(cè)量回路內(nèi)的阻抗較大,電流

26、較小。其接線原理如圖7-14(a所示,標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器N YH 與被測(cè)電壓互感器x YH 并聯(lián),2r 分接在兩個(gè)電壓互感器并聯(lián)回路內(nèi),2r 的兩端由于差電流所產(chǎn)生的壓降就代表N YH 與x YH 的差壓.U 。.U 可分解為兩個(gè)分量,一個(gè)為與.N2U 同相的N U ,一個(gè)為與.N2U 成90o 的.x U 。因u 很小,可以近似地認(rèn)為.N U 就是被測(cè)x YH 的電壓比差,并將U x 視為其相角差。聯(lián)接在N YH 副邊回路的變壓器B 的作用,是為了滿足檢測(cè)回路的要求,變換電流.N2I 如圖7-14(b所示,.N2I 在可調(diào)標(biāo)準(zhǔn)電阻1s r 上的電壓降恰好與.N2U 相差180o ,當(dāng)調(diào)節(jié)1s r

27、 使.N2I 1s r 等于.N U 時(shí),則在儀器的1s r 上,以適當(dāng)?shù)目潭染涂芍苯臃从潮粶y(cè)x YH 的電壓比差。 x (a s1N(b圖7-14電壓互感器誤差校驗(yàn)器的接線原理及向量(a接線原理;(b向量圖和測(cè)量電流互感器角差的原理一樣,利用互感M 的作用使流經(jīng)電阻2s r 上的電流.N2I 與.N2I 相位角差90o ,這樣.N2I 2s r 也就與.N2I 1s r 相差90o ,與.x U 相差180o 。結(jié)果.N2I 2s r 就是.x U 。在2s r 上以適當(dāng)?shù)目潭缺硎?即可直接反映被測(cè)x YH 的相角差u 。目前我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的互感器校驗(yàn)器有1HEG 、2HEG 、3HEG

28、型三種,其中3HEG 型的性能最好,攜帶也很方便。可以校驗(yàn)0.01級(jí)到10級(jí)的電流、電壓互感器的變比差、相角差等。八、影響電壓互感器誤差的原因由圖7-12可見(jiàn),副邊回路負(fù)載加大,將會(huì)改變2的大小,使誤差發(fā)生變化。特別是電阻1r 及2r 的增大,誤差明顯地隨之增大。為了減小電阻,所以電壓互感器繞組導(dǎo)線電流密度取的較小。其次是電抗和電阻的比值改變對(duì)相角差u 影響也較大。所以電壓互感器的等效電抗不應(yīng)太小,等效電阻不應(yīng)太大,所消耗的總功率應(yīng)在額定范圍內(nèi)。第四節(jié) 互感器的故障分析與診斷對(duì)互感器的狀態(tài)識(shí)別依據(jù)是使用前幾節(jié)所述的方法對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)所得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。在得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)后,首先要進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果正確性判斷

29、,排除試驗(yàn)方法原則上的錯(cuò)誤和環(huán)境、人為因素等的影響;然后把試驗(yàn)結(jié)果與規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)相比較,與歷史資料相比較,與其它同類產(chǎn)品相比較,綜合利用多個(gè)試驗(yàn)方法的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析;最后根據(jù)分析對(duì)互感器的狀態(tài)進(jìn)行判斷。一、互感器故障種類及分析1、絕緣結(jié)構(gòu)35 kV 及以上電壓等級(jí)互感器一般為油紙絕緣結(jié)構(gòu)。220 kV 電壓等級(jí)互感器的主絕緣結(jié)構(gòu)為電容型結(jié)構(gòu),也就是由串聯(lián)的電容屏組成的電容芯構(gòu)成。電容屏由鋁箔或半導(dǎo)體紙制成,電纜紙連續(xù)纏繞組成屏間絕緣,電容屏主屏端部附有副屏以改善端部電場(chǎng),電容芯經(jīng)真空干燥處理后組裝在瓷套內(nèi)。2、故障形成原因2.1 絕緣熱擊穿高壓電流互感器既承受高電壓,又通過(guò)大電流,絕緣介質(zhì)

30、在高電壓作用下的介質(zhì)損耗以及電流熱效應(yīng)使絕緣溫度升高。如果有缺陷,將出現(xiàn)熱損耗增加,絕緣溫度升高,在超過(guò)絕緣材料的工作溫度下長(zhǎng)期運(yùn)行,就會(huì)造成絕緣熱擊穿。2.2 局部放電損壞220 kV電流互感器主電容在正常狀態(tài)下電壓均勻分布,如果生產(chǎn)制造過(guò)程中工藝不合格,就會(huì)造成電容極板不光滑,絕緣包繞松緊不均、外緊內(nèi)松、紙有皺格,電容屏錯(cuò)位、斷裂,“并腿”時(shí)損傷絕緣等缺陷;因下部U型卡子卡得過(guò)緊使絕緣變形,還會(huì)因端屏鋁箔沒(méi)有孔眼而在非真空注油時(shí),電容屏間存積氣泡,從而改變電容屏間的電壓分布,使個(gè)別電容屏承受較高的場(chǎng)強(qiáng),出現(xiàn)嚴(yán)重電暈或較強(qiáng)的局部放電,如果沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)或處理不及時(shí),將導(dǎo)致整個(gè)電容芯棒絕緣裂解擊穿

31、事故。2.3 受潮由于端部密封不嚴(yán)而進(jìn)水受潮,引起互感器內(nèi)部游離放電加劇,內(nèi)部沿面放電,是電流互感器絕緣劣化的主要原因之一。電流互感器的U型電容芯棒的底部離油箱底部很近,進(jìn)入互感器內(nèi)的水沉積于電容芯棒底部,芯棒打彎處絕緣受潮嚴(yán)重,是絕緣最薄弱的部位,在工作場(chǎng)強(qiáng)的長(zhǎng)期作用下,使一對(duì)或幾對(duì)主電容屏擊穿,甚至導(dǎo)致整個(gè)電容芯棒的擊穿,從而造成爆炸事故。2.4 絕緣干燥和脫氣處理不徹底220 kV電流互感器若不進(jìn)行真空注油,致使內(nèi)部氣體無(wú)法排出,或雖然進(jìn)行了真空注油,但不能保持高真空度,或脫氣處理時(shí)間不夠,干燥不徹底,在運(yùn)行電壓和溫度的作用下,就會(huì)發(fā)生熱和(或電老化擊穿。2.5 人員過(guò)失常見(jiàn)的過(guò)失有一次

32、引線接頭松動(dòng)、注油工藝不良、二次繞組開(kāi)路、電容末屏接地不良等。由于這些過(guò)失常導(dǎo)致局部過(guò)熱或放電,使油中溶解氣體色譜分析結(jié)果異常。二、互感器故障診斷方法1進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)DL/T 596-1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定了電流互感器的預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目有:測(cè)量繞組及末屏的絕緣電阻、測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù)tan及電容量和油中溶解氣體色譜分析等,通過(guò)對(duì)這些項(xiàng)目的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行綜合分析,可以發(fā)現(xiàn)進(jìn)水受潮及制造工藝不良等方面的缺陷。2局部放電測(cè)量常規(guī)絕緣試驗(yàn)不能檢出電流互感器的局部放電型缺陷,而進(jìn)行局部放電測(cè)量能靈敏地檢出該類型的缺陷。規(guī)程規(guī)定,電流互感器在大修后進(jìn)行局部放電測(cè)量。220 kV油浸式互感器在電壓為1

33、.1Um/3時(shí),放電量不大于20 pC。3在線監(jiān)測(cè)和紅外測(cè)溫高壓電流互感器開(kāi)展的在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要有:測(cè)量主絕緣的介質(zhì)損耗因數(shù)tan、電容量和電容電流?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明,它對(duì)檢測(cè)出絕緣缺陷是非常有效的。紅外測(cè)溫是根據(jù)電流互感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài),依據(jù)傳熱學(xué)理論,分析金屬導(dǎo)電回路、絕緣油和氣體等引起的傳導(dǎo)、對(duì)流,從電流互感器外部顯現(xiàn)的溫度分布熱像圖,判斷內(nèi)部故障。測(cè)試結(jié)果表明,它對(duì)檢測(cè)電流互感器內(nèi)部接頭松動(dòng)是有效的。4 直觀檢查方法(1二次回路開(kāi)路引起的異?！拔宋恕甭曔\(yùn)行中的某相電流互感器發(fā)出較大的“嗡嗡”聲,該回路中電流表無(wú)指示,功率表、電能表等無(wú)指示或指示偏小。導(dǎo)致這種異常現(xiàn)象的原因就是二次側(cè)開(kāi)

34、路( 因二次回路接線端子接觸不良造成的開(kāi)路,同時(shí)伴有火花放電現(xiàn)象。未開(kāi)路相的電流互感器聲音正常,相關(guān)儀表指示正確。二次回路開(kāi)路時(shí)在其端口處將產(chǎn)生過(guò)電壓,嚴(yán)重時(shí)可引起絕緣擊穿,導(dǎo)致接地或?qū)⒍味丝跓龎牡?過(guò)電壓也會(huì)對(duì)人身造成極大危害。因此有關(guān)規(guī)程規(guī)定,電流互感器二次側(cè)嚴(yán)禁開(kāi)路,造成以上故障的主要原因有以下三點(diǎn):一是二次側(cè)接線螺絲松動(dòng)或壓接不緊;二是二次回路中有斷線;三是檢修人員工作不慎造成的二次回路開(kāi)路等。處理的方法是,將設(shè)備停電后,檢查二次回路接線,找出開(kāi)路點(diǎn)并處理。4.2鐵心緊固螺絲松動(dòng)引起的異常“嗡嗡”聲電流互感器發(fā)出較大均勻的“嗡嗡”聲，但所接儀表指示正常，這是由于鐵 心螺絲松動(dòng)， 鐵心振動(dòng)幅度增大所引起的，而且聲音的大小隨著負(fù)荷變化而變 化，負(fù)荷愈大聲音則愈大。在此情況下長(zhǎng)期運(yùn)行，電流互感器會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱，造成 絕緣老化、導(dǎo)致接地、絕緣擊穿等后果。 對(duì)此，除應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視外，同時(shí)應(yīng)申請(qǐng)停電處理。處理時(shí)應(yīng)全面檢查，找到松 動(dòng)螺絲并將其緊固。 4.3 表面污物或灰塵引起的異常聲音 電流互感器表面有污物或灰塵，在陰雨霧天時(shí)會(huì)引起“噼啪”放電聲，同時(shí) 可能有電暈出現(xiàn)。 如果放電嚴(yán)重應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視并申請(qǐng)停電處理。 當(dāng)電流互感器內(nèi)部有嚴(yán)重放電聲，其主要原因是內(nèi)部絕緣降低，造成一次對(duì) 二次繞組或鐵心放電。發(fā)現(xiàn)這種情況時(shí)，應(yīng)