电力系统继电保护实验台的电压互感器感应耐压

日期 ： 2020-05-15 09:30

电压互感器是用来变换线路上的电压的一种特殊变压器，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路电压、功率等，或是用来在线路发生故障时保护线路中的设备。由于其是工作在线路中的一次设备，那么在电力系统继电保护实验台中互感器的主绝缘与纵绝缘的考量就相当重要了。今天我们湖南依中紫光电气小编就来和大家一起探讨一下。
 
电磁式电压互感器按运行承受的电压不同，分为半绝缘和全绝缘电压互感器。全绝缘电压互感器是一次绕组及二次绕组与地间的主绝缘都是按承受100%工频试验电压设计的单相电压互感器。半绝缘型电压互感器是其一次绕组的一端直接接地的单相电压互感器，由于结构不同，其一次绕组与二次绕组及地之间的主绝缘承受的电压很低，国标GB20840.3-2013标准中要求其短时工频耐电压很低，半绝缘电压互感器就不能从一次端施加工频耐压进行交流耐压试验，只能从二次测施加感应耐压，多采用三倍频感应耐压试验。
 
那么不同电压等级的电压互感器在做感应耐压试验时，如何选择三倍频发生器的电压与容量？以及试验时间？
 
一、电力系统继电保护实验台中感应耐压试验目的意义
感应耐压试验的目的的检查电压互感器的匝间、层间以及段间的绝缘是否存在短路等缺陷。随着电压等级的提高，线圈的匝间绝缘就显得越发重要。由于在额定频率下，施加1.2倍以上的额定电压时，铁芯磁通将达到饱和，励磁电流将急剧增加。故给铁芯施加1.2倍以上的电压是不行的。只有提高励磁电源频率来提高绕组匝间电压，才能实现匝间，层间的绝缘目的。
 
二、电力系统继电保护实验台中感应耐压试验电压的确定
首先电压互感器在感应耐压试验时，试验电压频率较高，而被试品为容性负载，一般要求试验电压在高压侧测量，可以避免容升的影响，如在低压侧测量时，应考虑容升的问题，此时低压侧施加的试验电压应按照以下公式：
US=UX/k（1+k’）
US为低压侧试验电压，UX为高压侧试验电压，k为电压互感器变比，K’为容升系数。
按经验，电压互感器的互感系数如下表：
 
其次电压的确定是按国标GB 20840.3-2013中规定：感应耐压按照GB/T16927.1中：
 
感应耐压按照GB20840.1-2013中表二进行，均是按照规定试验电压值的80%进行。经整理，可按下表进行试验：
 
根据上表中，例如35kV电压互感器，变比350，根据上述公式US=UX/k（1+k’），额定试验电压UX 为76kV，最大变比k为350，容升系数为3%，试验电压US=76kV/350（1+0.03）=210.5V。
依据上表，可以看出220kV以内电压互感器二次加压最大为363.4V，即感应耐压试验二次加压都在400V以内，故常规三倍频发生器均能满足试验要求。
 
湖南依中紫光电气针对电压互感器的感应耐压试验，根据国家电力标准DL/T848.4-2004与《电气设备预防性试验规程》为满足电力系统对高压互感器感应耐压试验设备的要求而设计出SBF三倍频发生器系列，可满足多种容量及电压要求。
 
三、感应耐压时间的确定
感应耐压时间是按照DL/T848.4-2004中感应耐压要求，感应耐压试验，试验频率可以比额定电压频率高，以免铁芯饱和，感应耐压时间应为1min。若试验频率超过两倍频率时，试验时间可少于1min，但最少不得小于15s。即t=2fn/fs*60（s）。式中，t—试验时间，fn—额定频率，fs—试验频率。接线图如下：
 
四、感应耐压容量的确定
三倍频感应耐压试验中，由于三倍频发生器一次由3台单相变压器星型接法，二次为开口三角接法，同时工作在磁芯饱和区，取其3次谐波，故三倍频发生器的容量通常只有标称容量的30%左右。而电压互感器在感应耐压中，是充当容性试品，而在使用中会发现，根据不同厂家，以及互感器的大小，电容量也会不同，电容量的不同，直接导致三倍频在做感应耐压时的电流不一，电流不一直接影响三倍频发生器的容量不确定。但根据之前的若干经验中，总结出在做电压互感器感应耐压试验时，大概可以根据试验经验值确定容量。10kV内电压互感器使用5kVA三倍频发生器，35kV内电压互感器使用10kVA三倍频发生器，110kV内电压互感器使用15kVA三倍频发生器，220kV内电压互感器使用20kVA三倍频发生器，一般可满足试验要求。
 
五、湖南依中紫光电气的结论
综上所述，电力系统继电保护实验台的电压互感器感应耐压试验装置选型可按下表：