220kV电容式电压互感器计量误差的现场检测

50% 、80% 、100% 、120% 各点 的 比 差 和 角 差 数
值; 在轻 载负 荷时, 记 录电 压为 额定 电压 20% 、 100% 两点的比差和角差数值, 作为误差测试的原
始数据。
4 误差测量结果分析
试验原始数据见表 1。规程规定 0 2 级电压互 感器比差值修约 间隔为 0 02% , 角差值修约 间隔
样逼真。 西门子 S7 200 226CPU 可编 程序 控 制器 使 用
Step7 micro/ win3 2 梯形图编程。梯形图编程简单方 便, 易于接 受。2004 年末, 我们 负责辽宁省电 力 有限公司信息中心机房供电电源改造工程, 供电电
源监测系统是该工程项目的一部分, 系统自投运以
来, 运行正常。
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187 5 kV ( 3 节电感) 升压装置, 电感量为 3 ∀ 300
mH= 900 mH。升 压 时满 足 谐振 条 件 CL =
1
2
=
(
2
1 ∀f )
2,
可计算出所需谐振电容量为11 270 pF,
被
试电容式电压互感器总电容量为10 000 pF, 需要调
谐电容1 270 pF。试验中初次选择 3 节4 000 pF 电
高压电能计量装置由电流、电压互感器、电能 表和相应的二次导线回路组成。互感器作为电流、 电压的采集器, 其自身的准确性直接影响电能计量 的准确性。由于电容式电压互感器相对于普通的电 磁式电压互感器具有误差调整方便灵活、绝缘可靠 性高和价格低廉等优点, 在电力系统中越来越得到 普遍应用。东北电网新建和扩建的 220 kV 关口计 量用电压互感器基本都选用了电容式电压互感器。 近年来, 东北电力科学研究院有限公司电气计量所 在电容式电压互感器误差现场检测方面积累了一定 的实践经验, 对一些技术难点做了深入的研究。
参考文献:
[ 1] 华北电网有限公司. 电测专业现场检测 作业指导书 [ M] . 北 京: 中国电力出版社, 2004.
[ 2] 水利电力部电力生产司. 电能计量 [ M ] . 北 京: 水利电力 出 版社, 1985.
[ 3] 李佩军. 500 kV 电容式电压互 感器误差 现场检验 方法的分 析 [ J] . 电力建设, 2005 年第 4 期.
作者简介:
阎 欣 ( 1964 ! ) , 男, 工程 师, 主要 从事电 源管理 方面的 研
究。
( 收稿日期 2006- 11- 15)
2007 年第 3 期
东北电力技 术
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补偿电抗器用于补偿分压电容器容抗、减小综 合电抗, 提高准确度。补偿电抗器参数的选择应使 其工作点接近串联谐振点, 并适当过补偿:
现场试验使用的串联谐振回路由升压 变压器 TB, 调谐电感 LZ1、LZ2、LZ 3、调谐电容 Cx 以及 电容式电压互感器的耦合电容器 C1 和 C2 组成。升 压变压器二次电势输出为 E , 在电势 E 的激励下, 回路产生电流 I , 在电容 C 上产生电压降 U。根据
图 3 电容式电压互感器现场误差测试接线图
为 1∃。对表 1 原始数据进行修约得到修约后试验结 果见表 2。
试验所使用 的标准 器准确 度等级 为 0 02 级, 比被试品高 3 个准确度等级, 表 2 结果即为被试品 在额定负荷和轻载负荷下的误差。比较发现其误差 值均在规程规定的误差限值以内, 检定结果合 格。
5 结束语
本文所介绍的 220 kV 电容式电压互感器误差 现场测试方法经反复试验比较, 其测量结果准确, 测试方法合理, 测试设备轻便。该方法目前已应用 于东北电网 220 kV 及 66 kV 等级的各个关口计量点 现场测试, 确保了关口计量装置的准确和公正, 为 东北电网电能计量监督工作奠定了良好的基础。
试验中根据试品电容量选取调谐电容。永源变 电站 220 kV 母线电容式电压互感器为日新电机 ( 无
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量限 ( 变比)
220/ 3 kV / 100/ 3 V
误差
f/ % !/ (∃)
f/ % !/ (∃)
量限 ( 变比)
220/ 3 kV / 100/ 3 V
误差
f/ % !/ (∃)
f/ % !/ (∃)
X k = KX c- Xct 式中 Xc ! ! ! 电容分压器的容抗;
Xct ! ! ! 中间变压器一、二次侧漏抗; K ! ! ! 过补偿系数, 取 1 06~ 1 10。 一般情况下, 补偿后剩余电抗应低于 5%X c。 中间变压器将中间电压 Ug 变换为标准的二次 电压。二次绕组通常有 2~ 3 个, 1~ 2 个为二次相 电压绕组, 1 个为剩余电压绕组, 电压分别为 100/
试验中使用的串联谐振升压试验装置输出功率 比输入功率大 20 倍以上, 因此所需试验电源容量 不大, 一般 5 kVA 即可。装置采用积木式结构, 重 量轻, 单件重量最大 45 kg, 总重量 330 kg, 便于 远距离运输。调谐电感单支耐压 62 5 kV, 额定电 流 0 52 A, 每节电感为 300 mH。调谐电容单支耐 压 62 5 kV, 共 有 1 000 pF、2 000 pF、4 000 pF、 8 000pF 4 种规格。
度, 通常 Q 值为 10~ 30。 用串联谐振回路产生高电压具有激励电源容量
小、短路电流小及波形畸变小的特点。
3 220 kV 电容式电压互感器现场误差测试
以黑龙江省永源变电站 220 kV 母线电容式电 压互感器计量误差现场测试为例。
误差测试包括升压和测差两个部分。测差部分 采用与标准电压互感器比对的方法。本试验中标准 互感器选用 0 02 级 220 kV 电磁式电压互感器。具 体接线如图 3 所示。
作者简介:
刘振波 ( 1980 ! ) , 男, 硕士, 助工, 从事 互感器 计量 误差 检 测工作。
( 收稿日期 2006- 12- 20)
c. 产品价格较低。
2 电容式电压互感器误差测试
传统的由大容量变压器升压的方法在实际中并 不适用。以黑龙江省永源变电站 220 kV 电容式电 压互感 器为 例, 被 试品变 比为 220/ 3 kV/ 100/ 3 V, 电容量为 0 01 F。若采 用直接升 压法, 试 验 所需容量为
P = U2 C = ( 220 000/ 3) 2 ∀ 314 ∀ 0 01 ∀ 10- 6 # 50 66 kVA
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东北电力技术
2007 年第 3 期
220 kV 电容式电压互感器计量误差的现场检测
Field Detection on Calculation Error of 220 kV Capacitor Voltage Transformer
刘振波
( 东北电力科学研究院有限公司, 辽宁 沈阳 110006) 摘要: 介绍了电容式电压互感器的工作原理及特点。以黑龙江省永 源变电站 220 kV 母 线电容 式电压 互感器 误差测 试为例, 对采用串联谐振升压方法进行误差测试的原理和测试方法进行了说明, 并对测试结果进行了分析 。 关键词: 电容式电压互感器; 误差; 现场检测; 谐振 [ 中图分类号] TM451 [ 文献标识码] B [ 文章编号] 1004- 7913 ( 2007) 03- 0022- 03
3 V 和 100 V。 电容式电压互感器具有以下特点。 a. 误差调整方便、灵活。借助于补偿电抗器
线圈和中压变压器一次绕组上的若干调节抽头来实 现。调节抽头越多, 误差调节越精确。
b. 绝缘可靠性高。耦合电容器耐雷电冲击能 力强, 较大的电容量可降低雷电波陡度, 可靠地保 护电气设备。电容与系统连接不像电磁式电压互感 器那样可能与断路器断口电容产生铁磁谐振, 可确 保系统安全可靠运行。
1 电容式电压互感器工作原理及特点
图 1 电容式电压互感器原理接线图
电容式电压互感器的原理及简化等值电路如图
1、图 2 所示。其中 C1、 C2 和 Lk 组成调谐式电容 式分压器。
电容式电压互感器是由电容分压单元和电磁单
元两部分组成。通过电容分压单元获得系统电压的
分压, 通过电磁单元实现一次和二次的隔离和电压
东北电力技术
表 1 永源变 220 kV 母线 A 相误差原始记录
2 0%
50%
80%
100%
120 %
0 048
0 037
0 030
0 025
0 018
2 87
2 40
1 62
1 08
0 87
0 085
0 054
1 60
0 77
表 2 永源变 220 kV 母线 A 相修约后的测试误差
2 0%
50%
容串接。测量时用准确度等级为 1 5 的数字高压表 监视一次电压, 用数字电压表监视调压器输出端电
压, 计算品质因数 Q, 适当调整电容 使 Q 值在 20
~ 30 之间。
按照试验原理图接线, 保证各试验设备之间以
及一次高压线与周围导体间达到安全距离, 接通电
源进行试验。
依据 %JJG314- 1994 测量用电压互感器检定规 程&, 在额定负 荷时, 记录电压为额定 电压 20% 、
需要现场 220 V 电源提供 230 A 的电流, 此条 件难以实现。除此之外, 运输和现场测试环境也不 利于使用大体积的升压设备。对于新建电厂和变电 站, 互感器的检测往往在土建完成之前, 大型试验 设备的搬运和摆放都受一定限制。因此, 电源容量 小而且试验设备体积小的串联谐振升压法更加经济 适用。现场误差测试接线图如图 3 所示。
电工学原理得出方程:
E=
RI +
j
LI +
j
1 C
R 为升压变压器和电抗器绕组的电阻和等效铁
损, L 为电抗器电感, C 为电容式电压互感器和调
谐电容的等效电容。
当 X = Xc 时, 回路达到谐振状态:
Uc E
=
X R
c
=
X R
l
=
Q
Q 为回路的品质因数。Q 值越高, 谐振时产
生的电压升幅就越大。为了保证升压的迅速和准确
80%
100%
120 %
0 04
0 04
0 04
0 02
0 02
3
2
2
1
1
0 08
0 06
2
1
2007 年第 3 期
二次负荷
VA
cos
100
08
25
08
二次负荷
VA
cos
100
08
25
08
锡) 有限公司生产, 型号为 WVB220- 10H , 等级
为 0 2 级, 其 电 容 量 为 10 000 pF。试 验 中 使 用
的转换, 由系统一次电压 Up 分压为中压 Um, 再由 Um 变换为二次电压 Ub。
图 1 中电容分 压器 C1, C2 用于分压、降压, 以取得合理的中间电压, 其分压电压为
E=
C
C1 1+
C
2
Up
设计时为了使分压电容与电抗器符合 串联谐
图 2 简化等值电路图
振 条件, 其中间变压器输入电压 Ug 仅与分压电 容有关。这样, 电容式电压互感器就成为输入电压 为 Ug 的电压互感器。