单位文秘网 2022-02-18 08:17:24 点击: 次
摘 要:电力能源是当前社会中最为重要的能源之一,在电力系统当中,电压互感器是一个必不可少的重要部分。其中,电容式电压互感器在近年来应用逐渐增多,其在实际运行当中,时常会发生计量误差超差的情况,进而影响变电站的正常运行,甚至影响电力系统的正常供电。基于此,文章结合电容式电压互感器的工作原理及特点,对220kV电容式电压互感器计量误差的现场检测进行了研究,以期确保其以良好的工作状态投入运行。
关键词:220kV;电容式电压互感器;计量误差;现场检测
前言
在高压电能计量装置当中,主要包括二次导线回路、电能表、电压互感器、电流互感器等构成。其中,互感器能够对电压和电流进行采集,对于电能计量准确性有着至关重要的影响。相比于传统的电磁式电压互感器,电容式电压互感器具有价格低廉、绝缘性能好、维护工作量小、调整方便灵活等优势,因而在电力系统中得到了广泛的应用。而在实际应用中,如果出现计量误差的情况,将会对电力系统正常运行产生影响。因此,应通过有效的现场检测,确保220kV电容式电压互感器的良好运行状态。
1 电容式电压互感器的工作原理及特点
在电容式电压互感器当中,单柱式结构主要包括电磁装置、分压电容器等部分,系统电压分压能够通过分压电容器实现,在电压转换、一次隔离、二次隔离中,则可通过电磁装置加以实现。分压电容器对系统一次电压Up进行分压,产生中压Um,然后将Um转变为二次电压Ub。通过电容分压器C1、C2,进行降压和分压的操作,从而对合理的中间电压进行获取,分压电压E=Up×C1/(C1+C2)。在设计过程中,为了确保电抗器、分压电容等,能够满足串联谐振的要求,因此只有分压电容能够对中间变压器的输入电压Ug产生影响。通过这种方式,能够将电容式电压互感器转变为具有Ug输入电压的电压互感器。
电磁装置由中间变压器、补偿电抗器及阻尼器等放置在油箱中组成。对于综合电抗的降低和分压电容器容抗的补偿,通过补偿电抗器及阻尼器加以实现,从而使准确度得到提升[1]。应当根据接近串联谐振点的工作点,来选择补偿电抗器的相应参数,进行适当的过补偿Xk=KXc-Xct,其中,K为过补偿系数,通常为1.06到1.10,Xc为电容分压器的容抗,Xct为中间变压器的一次和二次测漏抗。中间变压器对中间电压Ug进行转变,形成标准二次电压。在电压互感器中,电容式电压互感器具有产品价格低、绝缘可靠性高、误差调整灵活方便、运行中维护工作量小等优势,在实际应用中,能够发挥处十分良好的作用。
2 电容式电压互感器的计量误差测试
电容式电压互感器的误差测量方式根据实际情况不同而有所不同,出厂试验当中由于场地和设备配套齐全,可采用调压器、升压器、标准电压互感器及互感器校验仪等试验设备进行测试。而在电站现场测试时,则根据情况选用合适的测量方式。在实际应用中,不能利用传统的大容量变压器升压的方法进行测试。以2014年宁夏银川某变电站中的220kV电容式电压互感器为例,具有0.01uF的电容量,(220/■kV)/(0.1/■kV)的变比。如果对直接升压法进行利用,需要满足的试验容量P=U2ωC=(220000/■)2×314×0.01×10-6VA≈50.66kVA。而在现场当中,很难实现利用220V的电源,提供出满足230A的电流。而且,大体积升压设备通常也不适用于现场的测试环境和运输要求。此外,对于新建的变电站、电厂来说,通常在土建施工完成之前检测互感器,也不适宜摆放和搬运大型的试验设备。所以,除了互感器便携式测试仪外,串联谐振升压法以其设备体积小、电源容量小等特点,能够得到更好的应用[2]。在现场检测当中,采用串联谐振回路,其中包含电容式电压互感器耦合电容器、调谐电容、调谐电感、升压变压器等构成,在升压变压器二次输出电势的激励之下,回路中产生电流,电容上产生电压降。利用调谐电容、电容式电互感器的等效电容、电抗器电感、电抗器和升压变压器绕组的等效铁损和电阻等,能够对二次输出电势进行计算。
3 220kV电容式电压互感器计量误差的现场测试
对于220kV电容式电压互感器,计量有要求时应测量比值差和相位差,在计量误差的现场测试当中,主要对包括升压、测差等操作。在测差过程中,通过与标准电压互感器进行对比,得到相应结果。以宁夏银川某变电站中的220kV电容式电压互感器为例,采用0.05级精度、220kV等级标准电压互感器进行应用。在试验中,对采用的串联谐振升压试验装置,输入功率小于输出功率20倍,所以,通常采用5kVA的试验电源容量[3]。利用积木式结构装置,总重量和单件重量分别控制在330kg、45kg以下。调谐电感单只300mH感抗、0.52A额定电流、62.5kV耐压。在测试当中,按照调谐电容,利用试品电容量进行选择。使用的220kV母线电容式电压互感器具有10000pF电容量、0.2级精度等级。升压装置中3节电感共具有187.5kV耐压及900mH电感量。
根据计算得出,需要11270pF谐振电容量,因此需要对1270pF电容进行调谐。在测试中,先对3节4000pF电容串接进行选择,一次电压用1.5等级数字高压表进行监视,调压器输出端电压利用数字电压表进行监视,对电容进行调整,达到20到30的计算品质因数[4]。根据试验原理图,对接线进行连接,在试验设备、高压线与导体之间,确保距离的安全,然后将电源接通,开始进行测试。根据测试结果显示,在测量点20%、50%、80%、100%、120%时,f值分别为0.048、0.037、0.030、0.025、0.018。根据检测发现,其误差值能够达到规程规定误差限制以下,因而证明220kV电容式电压互感器合格。
4 结束语
在变电站及电厂当中,作为输电线路中最基本和最重要的检测设备之一,220kV电容式电压互感器具有十分重要的作用,对于电力系统的正常供电有着重要的影响。而在其实际工作运行中,可能发生计量误差的情况。对此,应基于现场实际情况,选择合适试验设备,对220kV电容式电压互感器计量误差进行准确的现场检测,确保其能够保持良好的运行状态。
参考文献
[1]杨剑,闫培渊,王峰峰,等.220kV电压互感器现场计量检定平台的研究[J].自动化与仪器仪表,2014,2:25-27.
[2]陈敏维,李棣,季征南,等.一起电容式电压互感器绝缘在线监测案例分析[J].高压电器,2012,5:99-104.
[3]徐先勇,欧朝龙,陈福胜,等.110kV智能变电站复杂环境下电子式互感器校验方法[J].湖南大学学报(自然科学版),2012,6:63-68.
[4]丁涛,陈卓娅,刘忠,等.一起500kV电容式电压互感器电压异常的分析处理[J].电力电容器与无功补偿,2010,2:52-55.
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