一.電壓互感器的基本原理和作用

　　1.1電壓互感器的原理：

　　電壓互感器是一個(gè)帶鐵芯的變壓器。它主要由一、二次線(xiàn)圈、鐵芯和絕緣組成。檔在一次繞組上施加一個(gè)電壓U1時(shí)，在鐵芯中就產(chǎn)生一個(gè)磁通，根據電磁感應定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個(gè)二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同的電壓互感器。

　　1.2電壓互感器的作用：

　　電壓互感器是將高電壓按比例轉換成低電壓，電壓互感器一次側接在一次系統，二次側接測量?jì)x表、繼電保護等。

　　1.將電力系統的一次電壓按一定的變比縮小為要求的二次電壓，供各種二次設備使用。

　　2.使二次設備與一次高壓隔離，保證人身和設備的安全。

　　二.試驗的作用和目的

　　據有關(guān)統計，電力系統60%以上的停電事故是由設備絕緣缺陷引起的。設備絕緣的劣化，都有一個(gè)發(fā)展期，在這個(gè)發(fā)展期，絕緣材料會(huì )發(fā)出一些物理、化學(xué)信息，這些信息反映出絕緣狀態(tài)的變化情況。這就需要電氣試驗人員通過(guò)電氣試驗，了解掌握絕緣情況，以便在故障發(fā)展的初期就能夠及時(shí)準確發(fā)現缺陷并處理。電壓互感器作為重要的一次設備在電力系統中發(fā)揮著(zhù)重要的作用。保障電壓互感器及其二次回路的穩定運行至關(guān)重要。

　　變壓器、電磁式電壓互感器等繞組類(lèi)電氣設備進(jìn)行工頻耐壓試驗只能檢驗其繞組的主絕緣，即繞組的匝間、層間縱絕緣部分未能受到檢驗。隨著(zhù)電壓等級的提高，線(xiàn)圈類(lèi)電氣設備的匝間絕緣相對比較薄弱，于是對匝間絕緣墊的考驗就顯得極其重要。因為在額定頻率下，施加1.2倍的額定電壓時(shí)，鐵芯磁通將達到飽和，勵磁電流將急劇增加，故給鐵芯施加1.3倍額定值以上的工頻激勵電壓是行不通的，只有提高勵磁電源頻率來(lái)提高繞組匝間電壓，才能達到預期的電壓(一般感應耐壓試驗頻率為100、150、200Hz，是工頻的整數倍，故稱(chēng)為倍頻感應耐壓試驗)。從二次側施加頻率高于工頻的試驗電壓，一次側感應出相應的試驗電壓，電壓分布情況與運行時(shí)相同，且高于運行電壓，達到了考核電壓互感器縱絕緣的目的。

　　三.試驗儀器、設備的選擇

　　3.1試驗電源頻率的選擇：

　　在電壓互感器感應耐壓試驗時(shí)，施加在互感器繞組上的試驗電壓高于運行電壓倍數，要滿(mǎn)足試驗要求使鐵芯不過(guò)勵磁，只能提高試驗電源頻率，工程中選擇三倍頻變壓器一般就可以滿(mǎn)足電壓互感器感應耐壓試驗的要求。

　　3.2三倍頻發(fā)生器輸入電壓的選擇：

　　三倍頻發(fā)生器輸入電壓高低很關(guān)鍵。輸入電壓太低，三倍頻發(fā)生器輸出3次諧波含量低，導致輸出電壓低;輸入電壓太高，三倍頻發(fā)生器3次以上諧波高，輸出波形變差，輸出效率低。當輸入電壓不合適時(shí)，可使用調壓器調節合適的勵磁電壓。

　　3.3 試驗電壓的選擇：

　　電壓互感器感應耐壓試驗時(shí)，試驗電壓頻率較高，被試互感器為容性負荷，為了避免“容升”的影響，一般要求試驗電壓在高壓側測量。若在低壓側測量，應考慮“容升”問(wèn)題，此時(shí)低壓側施加的試驗電壓應按下式計算：

　　Us=Ux/k(1+k’)

　　式中：Us：低壓側試驗電壓

　　Ux：高壓側試驗電壓

　　k：電壓互感器變比

　　k’：容升修正系數

　　電壓互感器感應耐壓試驗容升修正系數：　　

　　3.4補償電感

　　由于電壓互感器感應耐壓試驗時(shí)呈容性負荷狀態(tài)，為減少試驗設備容量、避免倍頻諧振，故應根據電壓互感器不同電壓等級在其二次繞組或輔助繞組接入補償電感。補償電感的選擇原則是在試驗頻率下，被試電壓互感器仍呈容性。

　　為了有目的的選擇補償電感，試驗前應對電壓互感器輔助繞組加150Hz頻率至額定電壓100V，讀取電流，確定加壓線(xiàn)圈的輸入容抗值，然后按經(jīng)驗公式選擇補償量，使補償達到預期效果。輸入容抗值應按下式計算，即：Xc=Uudxd/Iudxd*1/k2=Uudxd/3Iudxd

　　式中：Xc：輸入容抗值

　　uudxd：輔助繞組額定電壓

　　iudxd：輔助繞組電流

　　k：輔助繞組和二次繞組額定電壓比值

　　補償電感的電抗值應按下式選?。?/span>

　　XL=XC+(0.5~2)

　　然后按下式將感抗值換算成補償電感量，即：

　　L=XL/2πfs*103

　　根據計算出的電抗量選擇補償電抗器的抽頭，然后接入被測互感器的Ux繞組。將倍頻電壓升至100V，測量被測互感器加壓的輔助二次繞組出的cosφ值。如果cosφ在0.7~0.9的范圍內，則補償量合適。如cosφ過(guò)大，應增加0.5~1的補償電抗。如cosφ過(guò)小，則減少補償電抗0.5~1。

　　3.5試驗設備選擇

　　感應耐壓的倍頻發(fā)生器有兩種，

　　第一種：三倍頻發(fā)生器一次由3臺單相變壓器星型接法，二次為開(kāi)口三角接法，同時(shí)工作在磁芯飽和區，取其3次諧波，輸出頻率150Hz的交流信號。如圖：

　　綜上所述，電壓互感器三倍頻變壓器感應耐壓電壓及容量的選取按經(jīng)驗確定如下表：　　

　　第二種，電子式多倍頻發(fā)生器由高性能微處理器控制的變頻電源，輸出正弦波，波形失真度小 , 波形畸變率 < 3 %，輸出穩定。

　　依據經(jīng)驗，5kVA電子式多倍頻發(fā)生器適用于110kV及以下電壓互感器的感應耐壓試驗，10kVA 電子多倍頻發(fā)生器適用于220kV及以下電壓互感器的感應耐壓試驗。

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