任时光匆匆8666557
范文一：电容式电压互感器结构和工作原理
电容式电压互感器结构和工作原理 电容式电压互感器是利用电容器的分压原理工作的，其基本结构包括电容分压器、电磁装置、保护装置等，有些还设有载波耦合装置。
(1)电容分压器，由高压电容器C1(主电容器)和串联电容器C2(分压电容器)组成。分压电容器C2的作用是进行电容分压。
分压电容器不能作为输出端直接与测量仪表等相连接，因为二次回路阻抗相对比较小，将影响其准确度，所以要经过一个电磁式电压互感器降压后再接仪表等二次设备。
(2)电磁装置，由电磁式电压互感器TV和电抗器L组成。它的作用是将分压电容器上的电压降低到所需的二次电压值。由于分压电容器上的电压会随负荷变化，所以，在分压回路串入电抗器L，可以补偿电容器的内阻抗，使二次电压稳定。
(3)保护装置，由火花间隙P1和P2和阻尼电阻RD组成。
1)火花间隙P1和P2，用来限制补偿电抗器、电磁式电压互感器、分压器的过电压。
2)阻尼电阻RD，用来防止持续的铁磁谐振。阻尼装置由阻尼电阻与饱和电抗器串联组成，跨接在二次绕组上。在正
常情况下阻尼装置有很大的阻抗，当发生铁磁谐振引起过电压时，电抗器已经饱和，只剩电阻负载，使谐振能量很快降低。一般在110,330kV电容式电压互感器二次侧装设400,600W的阻尼电阻，但长期投入限制了电压互感器的容量，也降低了准确度，很不经济。因此，在500,750kV电容式电压互感器二次侧采用装设谐振型阻尼器的方法，也有在阻尼回路中装设电子开关线路，或两种方式联合使用。
(4)载波耦合装置，是一种能接收载波信号的线路元件，它可将载波频率耦合到输电线路上用于长途通信、远方遥测、选择性的高频保护、遥控、电传打字等。把它接到接地开关S两端，其阻抗在工频电压下很小，完全可以忽略不计，但在载波频率下其阻抗却很大，若不接入载波耦合装置时，接地开关S可合上。
范文二：CVT电容式电压互感器内部结构
CVT——电容型电压互感器
电磁式电压互感器 其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。电容式电压互感器 由串联电容器抽取电压,再经变压器变压。CVT可防止因铁芯饱和引起铁磁谐振 ------电力技术论坛======专注电力技术、扩大学习交流，结交电力好友、彼此共同进步======% f2 L/ g. g( h6 K8 Q" |6 X电磁式多用于 220kV及以下电压等级。电容式一般用于110KV以上的电力系统，330,700kV超高压较多。 * D- _0 J# B0 J" c
1、概述
电容式电压互感器(简称CVT),1970年研制出国产第一台330KVCVT,1980年和1985年研制出第一代和第二代500KVCVT,1990年和1995年研制出第三代和第四代500KVCVT,30多年来积累了丰富的科研、开发设计和生产经验，在国内开发出一代又一代的CVT新产品，带动了国产CVT的发展。CVT最主要的特点是: ZG电力自动化不仅为电力职工提供一个可以交流的网络平台而且也为电力技术的爱好者和电力大中专学生提供一个可以展现自我的一个舞台。这个平台与传统知识交流平台相比具有:获取信息速度快，信息量大，互动性强，成本低。这几个特性是传统知识交流平台所不具备的。ZG电力自动化就是要利用这种互动方式为大家铺设桥梁，使各位朋友的技术共同进步、提高～) h8 B" ^, V% }1 n0 q、——耐电强度高，绝缘裕度大，运行可靠。 ZG电力自动化不仅为电力职工提供一个可以交流的网络平台而且也为电力技术的爱好者和电力大中专学生提供一个可以展现自我的一个舞台。这个平台与传统知识交流平台相比具有:获取信息速度快，信息量大，互动性强，成本低。这几个特性是传统知识交流平台所不具备的。ZG电力自动化就是要利用这种互动方式为大家铺设桥梁，使各位朋友的技术共同进步、提高～+ _9 V5 l/ B$ g-
A/ Q
——能可靠的阻尼铁磁谐振。成功采用新型组尼期，严格进行质量控制，确保出厂的每一台CVT均能在从低到高的任何电压下有效阻尼各种频率的铁磁谐振。T% X: |2 ]8 c" |4 P
——优良的顺变响应特性。当一次短路后其二次剩余电压能在20MS内降到5%以下，特别适应于快速继电保护。 ------电力技术论坛======专注电力技术、扩大学习交流，结交电力好友、彼此共同进步======; R4 e% A& U, O* m1 J0 _, A
——具有电网谐波监测的专利技术。
2、应用U l. f1 o% g: \1 e7 k2 y7 M 电容式电压感器可在高压和超高压电力系统中用于电压和功率测量、电能计量、继电保护、自动控制等方面，并可兼作耦合电容器用于电力线载波通信系统。如有需求，可提供用于谐波电压测量的内部附件及外部接线端子。 - |& k2 G0 w6 b7 ^% {
(1)安装运行场所:户外或户内。 ZG电力自动化不仅为电力职工提供一个可以交流的网络平台而且也为电力技术的爱好者和电力大中专学生提供一个可以展现自我的一个舞台。这个平台与传统知识交流平台相比具有:获取信息速度快，信息量大，互动性强，成本低。这几个特性是传统知识交流平台所不具备的。ZG电力自动化就是要利用这种互动方式为大家铺设桥梁，使各位朋友的技术共同进步、提高～- }& I8 |5 s) S Z6 K! k: T
(2)海拔:330kv及以下产品不超过2000m。500kv产品不超过1000m，根据订货要求，可提供直至4000m的高原型产品。
(3)环境温度:-40/+40度，-25/+45度。由用户在订货时选定(也可选择其他温度
类别)。 ------电力技术论坛======专注电力技术、扩大学习交流，结交电力好友、彼此共同进步======8 r, _6 U7 ~# r! T2 C- d; x (4)风速:不超过42m/s。
(5)污秽等级:?级污秽(外绝缘爬电比距?17mm/kv);?级污秽(外绝缘爬电比距?25mm/kv);?级污秽(外绝缘爬电比距 ZG电力自动化,变电检修,继电保护,远动通信,电力技术,高压试验,输电线路,变电运行,整定计算,规章规程,电力论坛,电力技术,高压实验,电网,供电局,供电公司,电业局4 z' T6 c5 u; o5 \" S! O5 K ?31mm/kv)。污秽等级由用户在订货时选择。 ZG电力自动化,变电检修,继电保护,远动通信,电力技术,高压试验,输电线路,变电运行,整定计算,规章规程,电力论坛,电力技术,高压实验,电网,供电局,供电公司,电业局# `0 \* i j2 `6 l# _ (6)复冰厚度:不超过10mm。 ZG电力自动化* q; V; a5 e. A) K9 e3 [ (7)地震烈度:不超过8度。根据用户要求，也可提供更高抗震能力的产品。 ------电力技术论坛======专注电力技术、扩大学习交流，结交电力好友、彼此共同进步======* [' U2 ~0 J% r
(8)系统额定频率:50Hz或60Hz有用户在订货是确定。
(9)系统接地条件:中性点有效接地或中性点非有效接地;由用户在订货时确定。
3、型号说明 ------电力技术论坛======专注电力技术、扩大学习交流，结交电力好友、彼此共同进步======+ ? K y, z' Q: b
CTV的型号组成如下:
TYD??—?? ------电力技术论坛======专注电力技术、扩大学习交流，结交电力好友、彼此共同进步======' \4 \7 w2 S6 V2 B3 h- k8 e" o 其中:TYD—电容式电压互感器， ZG电力自动化,变电检修,继电保护,远动通信,电力技术,高压试验,输电线路,变电运行,整定计算,规章规程,电力论坛,电力技术,高压实验,电网,供电局,供电公司,电业局5 l( N3 ] v9 |: }' K$ ?5 D/ ~5 z ?—角注，设计序号， ZG电力自动化: \: V+ Q% R6 A" t ?—CVT的额定电压(及系统的额定相电压)，单位为KV，
?—额定电容量，单位为uF，
?—尾注，特征代号
其中:F—产品用于中性点非有效接地系统，无此字母时用于有效接地系统; G—高原型产品;
H—耐污秽等级?级以上; P- [. G; T& `0 `* |* @ TH—湿热带地区 $ K+ r7 D9 }$ }5 ?7 U
L—内充SF6的产品;
范文三：电容式电压互感器
电容式电压互感器
电压等级:10(6)kV~110kV
图 1 实物图 图 2 原理图 1、 电 磁单元的密封性能试验
密封性能试验是对电容分压器或单独单元进行的例行试验。 密封性能试验应 在液体压力超过工作压力的条件下进行,保持 8h ,试验压力取决于电容器单元 所用膨胀装置的类型。
注 1:经用户与制造方协商同意,可规定特殊试验来验证电容器单元的密封 设计(11.4) 。
注 2:充气式电容分压器的密封性能试验应参照 GB/T 11023执行。
11.4 电容器单元的密封设计试验
密封性试验应按液体压力超过最高工作压力至少 100kPa 的压力下进行, 在温度 80℃下 保持 8h ,最高工作压力为正常使用条件下可能达到的压力值。
电容分压器应按正常使用状态组装。 电容单元的膨胀装置可按试验温度 80℃专门校正。 可以采用适当的机构限制过压力引起的机械变形。
如果试验时和试验后无泄漏迹象,则认为液体浸渍式电容分压器通过本试验。
2、 铁 磁谐振试验
一次试验电压 Up 、二次端子的短路次数和铁磁谐振暂态振荡的限值皆按表 13的规定。 除电压点数和短路次数外, 试验程序必须按照 9.6的规定。 如果振荡
9.6 铁磁谐振试验
本试验应采用将二次端子短路的方法进行。 切除短路所用保护装置 (例如熔丝、 断路器 等)的选择,由制造方与用户协商确定。如果没有协议,则由制造方自行选用。
如采用熔丝作为保护装置,短路的持续时间可小于 0.1s 。
消除短路后电容式电压互感器的负荷,应仅为滤波装置造成的负荷,必须不超过 1VA 。 试验时应记录高压端子的电源电压、二次电压和短路电流。滤波图应列入试验报告。
试验时,电源电压与短路前电压的差异应不超过 10%,并应保持为实际正弦波。整个 短路回路 (包括接触器闭合时的接触电阻) 的电压降, 在电容式电压互感器二次端子间直接 测得值,应小于短路前该端子间电压的 10%。
a )对中性点有效接地系统用 CVT 的铁磁谐振试验(7.4.2;表 7a ):试验应在表 7a 规 定的一次电压下至少各进行 10次。
b ) 对中性点非有效接地系统或中性点不接地系统用 CVT 的铁磁谐振试验 (7.4.2; 表 7b ) :试验应在表 7b 规定的一次电压下至少各进行 10次。
注 1:如果已知使用中将采用饱和型负荷,用户与制造方应商定在该负荷或近似该负荷 的条件下进行本试验。
注 2:为了确保试验时电源电压与短路前电压的差异不超过 10%, 电源的短路阻抗必须 低。
7.4.2铁磁谐振的暂态振荡
式中:
——最大瞬时误差;
——在时间 T F 之后的二次电压(峰值);
U p ——一次电压(方均根值);
U pr ——额定一次电压(方均根值);
K r ——额定电压比;
T F ——铁磁谐振时间。
时间 T F 之后的最大瞬时误差 要求为:
a )中性点有效接地系统(见表 7a );
b )中性点非有效接地系统或中性点绝缘系统(见表 7b )。
3.1电容测量
本试验可在电容分压器,或电容器叠柱或单独的单元上进行。试验时应将电 磁单元分开。
电容测量采用的方法应能排除由于谐波和测量电路附件所引起的误差。 推荐 采用电桥法进行电容测量。测量方法的不确定度应在报告中给出。
测量时的电压为 (0.9~1.1) U pr 。 测量应在额定频率下或经协商同意在 0.8~ 1.2倍额定频率之间的任一频率下进行。
为了显示出由于一个或多个元件击穿所引起的电容变化, 应在绝缘的型式和 /或例行试验之间进行预先的电容测量,采用足够低的测量电压(低于 15%额定 电压)以避免元件发生击穿。
注 1:当组装完整的电容式电压互感器的中压端子仍外露时,应进行以下测 量:
a )线路端子与低压端子或线路端子与接地端子之间的电容。
b )中压端子与低压端子或中压端子与接地端子之间的电容。
注 2:如果电容器介质系统的电容是随测量电压而变化,则在耐压试验后, 先以耐压试验前测量时所用的相同电压然后以不低于额定电压的电压值进行测 量,这样进行重复电容测量更有意义。
注 3:如果被测单元的串联元件数很多时,可能因为下列不确定因素很难判 断是否发生击穿:
——测量的复现性。
——耐压试验时元件受机械力作用所造成的电容变化。
——试验前后电容器的温度差异所造成的电容变化。
对这种情况,应该由制造方验证未发生击穿,例如通过比较同型号电容器的 电容变化和 /或计算试验时温度上升造成的电容变化。为减小测量不确定因素宜 选择对各个单元的电容进行测量。
注 4:应在 CVT 的结构上采取措施, 以便在现场能对 C 1和 C 2分别进行测量。 3.2tan δ测量
电容器的损耗角正切(tan δ)应在(0.9~1.1) U pr 的电压下与电容测量同 时进行, 所用方法应能排除由于谐波和测量电路附件所引起的误差。 推荐采用电 桥法进行 tan δ测量。应给出测量方法的准确度。测量应在额定频率下或经协商 同意在 0.8~1.2倍额定频率之间的任一频率下进行。
4、局部放电测量实验
4.1试验电路和测试设备
所用试验电路和测试设备应符合 GB/T 7354的规定。 图 7~图 10为一些试验 电路的举例。
所用仪器应为测量以皮库(pC )表示的视在放电量 q 。其校正应在试验电路 中进行(见图 10的举例)。
宽频带仪器应具有频带宽度至少为 100kHz , 其上限截止频率不超过 1.2MHz 。 窄频带仪器应具有 0.15MHz ~2MHz 范围的谐振频率。 优先值应是 0.5MHz ~2MHz 范围,但如有可能,测量应在灵敏度最高的频率下进行。
为验证是否符合表 5的规定, 灵敏度及噪音水平应能检测出 5pC 的局部放电 水平。
注 1:已知为外部干扰的脉冲可以不计。
注 2:为抑制外部噪音,适宜采用平衡试验电路(图 9)。
注 3:当采用电子信号处理和复原技术降低背景噪音时,应通过改变其参数 达到能够检测出重复脉冲信号。
组成:
T ——试验变压器;
C a ——被试电容分压器;
C k ——耦合电容器≈ 1nF ;
M ——局部放电测量仪器;
Z m ——测量阻抗;
Z ——滤波器。
注:如果 C k 是试验变压器的电容,则不需要滤波器。
图 7局部放电测量试验电路
组成:
T ——试验变压器;
C a ——被试电容分压器;
C k ——耦合电容器≈ 1nF ;
M ——局部放电测量仪器;
Z m ——测量阻抗;
Z ——滤波器。
图 8局部放电测量另一种试验电路
组成:
T ——试验变压器;
C a1——被试电容分压器;
C a2——辅助电容器(或 C k ——耦合电容器);
M ——局部放电测量仪器;
Z m ——测量阻抗;
Z ——滤波器。
注:第二个桥臂的电容器 C a2或 C k 的阻抗应与电容分压器 C a1相同。 C a2可以 是电容相同的另一个电容分压器。
图 9平衡试验电路示例
组成:
T ——试验变压器;
C a ——被试电容分压器;
C k ——耦合电容器;
M ——局部放电测量仪器;
Z m ——测量阻抗:
Z ——滤波器;
G ——具有电容 C 0的脉冲发生器。
图 10校正电路示例
4.2电容分压器或其子系统的试验程序(见 10.2.2)
按照下述程序 A 或 B 进行预加电压后,施加表 5规定的局部放电测量电压, 并应在 30s 内测量相应的局部放电水平。
测得的局部放电水平应不超过表 5规定的限值。
程序 A :在工频耐压试验后的降压过程中达到局部放电测量电压。
程序 B :局部放电测量在工频耐压试验后进行。施加的电压升高到工频耐受 电压的 80%, 保持时间不少于 60s , 然后不间断地降到规定的局部放电测量电压。 除非另有规定,程序的选用由制造方自定。所用试验方法应在试验报告中写 明。
4.3电容分压器低压端子的交流耐压试验(7.2.1和 7.2.2)
具有低压端子的电容分压器应在低压端子与接地端子之间承受 1min 的试验 电压。试验电压应为交流电压 10kV (方均根值)。如果低压端子不暴露于大气 中, 或有带有过电压保护的载波耦合装置为电容式电压互感器的组成部分, 则试 验电压应为交流电压 4kV (方均根值)。
——进行本试验时电磁单元不断开。
注:试验电压适用于无论装或不装带过电压保护的载波附件的电容式电压互 感器。
——如果低压端子与地之间装有保护间隙,试验时应防止它动作。试验时载 波附件应当断开。
——如果对载波附件与低压端子的绝缘配合而言试验电压太低, 可按用户要 求采用较高值。
5、 电 磁单元的工频耐压试验
工频耐压试验应按照 GB/T 16927.1的规定进行。
试验应以实际正弦波的电压进行。 电压应从较低值迅速升高到试验电压值, 保持 1min (除非另有协议),然后迅速下降到较低电压值再切断电源。在本试验中, 电磁单元可以与电容分压器断开。
范文四：电容式电压互感器 110KV
500 kV、1000 kV电容式电压互感器介损
和电容测量方法分析
苏**，黄震
(湖南省送变电建设公司调试所，长沙 410000)
Testing Analysis of Capacitance and Dielectric Loss for The 500 kV and 1000 kV Capacitor Voltage
Transformer
SU Chen Yun ,HUANG Zhen
(Commissioning Institute of Hunan Electric Power Transmission and Transformation Construction
Co.Ltd, Changsha 410000)
Abstract: 500kV Capacitor voltage transformers are roughly classified into two types，one has the voltage divide tap and the other has not．The test on the former can be done by normal connecting and measuring the divided voltage capacity and dielectric loss，but for the latter, it is unable to be measured with the common method ．So the test of the CVT without tap has to be done with the self –excitation method ．A new test method is proposed in this paper to eliminate the interference ．The ways of Capacitance and Dielectric Loss for the 500 kV and 1000kV Capacitor V oltage Transformer will be introduced in this paper． Key words: Capacitor voltage transformer； dielectric loss ；capacitance ； self-excitation method
摘要：500kV 电容式电压互感器(CVT)大致分为带有分压抽头和无分压抽头两种方式，对于带有分压抽头CVT 的试验，通常可以采用常规正接法和反接法测量分压电容的介质损耗值和电容量，对于无分压抽头的电容式电压互感器的试验，采用自激法测量分压电容的介质损耗值和电容量。本文主要介绍500kV 、1000kV 电容式电压互感器介损和电容测量方法以及试验过程中需要注意的问题。
关键词：电容式电压互感器；介损；电容；自激法
0 引言
在110kV 及以上电网中, 电容式电压互
感器(CVT ) 与电磁式电压互感器相比具有重量轻、体积小、价格低等优点, 同时又可兼作载波用, 因此得到广泛应用[1]。CVT 是由电容分压器和电磁单元构成，其中电容分压器由耦合电容器和分压电容器组成，电磁单元包括中间变压器、补偿电抗器和阻尼器等。介损和电容的测量是交接和预防性试验的主要项目, 准确测定对发现绝缘的某些缺陷很有效, 但因CVT 结构上的特点, 试验时易出现加压不合理、接线不当等问题, 从而造成测量不准甚至损坏互感器的结果。因此掌握试验的方法及误差情况是获得准确的试验结果, 从而正确判断绝缘状况的前提[2,5]
。下面主要对500kV 、1000kV 电容式电压互感器介损和电容测量方法作一下介绍。
1 500kV CVT的介损试验及分析
1.1 无分压抽头CVT 介损及电容量测量 图1-1为CVT 原理图，其中C11、C12、C13为耦合电容器；C14、C2为分压电容；
1a-1n 、2a-2n 为二次绕组；da-dn 为辅助绕组；F 为氧化锌避雷器。CVT 由三节耦合电容和两节分压电容组成，两节分压电融为一体，其最下节在出厂时和电磁单元连为一体。
图1-1 500kV无分压抽头CVT 原理图 Fig.1-1 The schematic diagram of 500kV non-tapped capacitor voltage transformer
为了能准确测量电容和介损，笔者结合现场实际，采用AI-6000E 自动抗干扰精密介质损耗测试仪对CVT 试验方法进行分析，并介绍测量过程中需要注意的问题。
测量上面3节耦合电容器的电容和tan δ时可用正接法，设备接线如图1-2所示，测量时拆开高压引线及互感器与地的连接点。
图1-2 正接线、内标准电容、内高压 Fig.1-2 Straight polarity、Internal standard capacitance 、Internal high voltage
具体测量方法如下： （1）测量C11时：设备高压芯线接C11上端，设备C X 芯线接上节电容器的下端（正接法加压10kV ）。
（2）测量C12、C13方法类似，只需将设备高压芯线和C X 芯线位置相应移动即可。试验时注意：①高压线应悬空不能接触地面，否则其对地附加介损会引起误差；②CVT 的N 与X L 端子要与地断开，为了防止
干扰，CVT 二次绕组和辅助绕组端子要用短接线短路接地。
第4节分压电容器的测量因电压无法直接加到每个电容上, 一般采用自激法测量。自激法是以CVT 的中间变压器作为试验变压器，从二次侧施加电压对其进行激磁，在一次侧感应出高压作为电源来测量C14、C2的电容及tan δ值，测量原理图如图1-3 所示。
考虑到电容单元电容、介损测试过程中的电压效应，选择容量大的二次端子da-dn 作为自激端子，以使试品所施加电压更高，使测试值能有效反应试品真实值，另外，二次自激端子选择应考虑测试过程中由于电源故障、试品绝缘变质等因素诱发谐振过电压，故试验时选择da-dn 作为自激端子，使试验过程安全性更高[6]。
图1-3 CVT 自激法电气原理图
Fig1-3 The Schematic diagram of CVT
self-excitation method
CVT 自激法测量中，设备先测量C14，然后自动倒线测量C2，并自动校准分压影响。（自激法加压3kV ，与CVT 的N 端子耐压水平有关）。
500kV 电压等级电气设备器身高，高压引线粗，每次预试拆除引线须用升降车，工作量大，耗时长，对一次设备的安全构成一定的威胁，可采用不拆高压引线进行现场试验从而提高工作效率[7,8]。
不拆高压引线用反接法测量C11电容和介损的接线图如图1-4所示。母线挂地线，C11 上端不拆线，C11下端接高压线芯线，C2 末端N 和X L 接Cx 芯线。这样C12、C13、C14和C2 被低压屏蔽，仪器采用反接线/10kV/M 测量方式，测量出C11的电容和tan δ。
图1-4 不拆高压引线测量C11接线图 Fig1-4 The survey sheet of C11 under the high-voltage leads un-removed
不拆高压引线时，电容C12、C13介损和电容量的测试可以用常规正接法，这里不再详述；而分压电容C14和C2的介损、电容量的测量只能采用自激法，测试方法与图1-3所示方法类似。
1.2 有分压抽头CVT 介损和电容量测量 图1-5所示电容式电压互感器(CVT)由于在中间变压器一次绕组首端位置设置了一把接地刀闸S ，在现场测试中，通过操作外部的操作把手合上接地刀闸[9]，使中间变压器一次绕组首端接地，可以很方便地采用反接法测试C2的电容值及介损，克服了采用自激法测试的弊端。C11、C12、C13以及C14的测量可以采用常规的正反接法，具体接线这里不再介绍。
图1-5 500kV有分压抽头CVT 原理图 Fig1-5 The schematic diagram of 500kV tapped capacitor voltage transformer
2 1000kV CVT的介损试验及分析
以交流1000kV 特高压试验示范工程中1000kV CVT 为例进行分析，产品采用分立式结构，即电容分压器与电磁装置是分开安装的结构型式[10]，如图2-1所示。
图2-1 我国交流1000kV 特高压示范工程用1000kV
电容式电压互感器
Fig 2-1 The1000kV CVT of UHV AC pilot
project
它由一节OAF202/3-0.02475H型电容器(简称上节) 、三节OAF21202/3-0.02475H型电容器(简称中节) 和一节0AF11192/3-0.026H型电容器（简称下节）构成，原理图如图2-2所示。下节设有中间电压抽头端子A1。端子A1上部分电容与中、上节的电容串联构成高压电容C1，端子A1以下部分电容即为分压电容C2。中间电压抽头端子A1和低压端子N 穿过电容分压器底盖后，通过瓷套穿过底座引出。
图2-2 1000kV电容式电压互感器原理图 Fig 2-2 The schematic diagram of 1000kV
capacitor voltage transformer
根据1000kV 晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程电气设备交接试验标准规定：①应在10kV 电压下测量每节耦合电容器的介质损耗正切角tan δ和电容量，中压臂电容C2应在额定电压下测量tan δ和电容量，tan δ值应不大于0.2%；②每节电容器的电容值及中压臂电容偏差应不大于额定值得-5%～+10%；
1000kV CVT中C11、C12、C13、C14、
C15介质损耗正切角tan δ和电容量的测量可以采用常规的正、反接法测量，测量方法这里不再详细介绍，但是中压臂电容C2的测量无法采用常规法。
CVT 中压臂额定电压U ＝6kV ，中压臂电容C2=481125PF，试验时高压输出电流：
I
=
U =
6000
=6000×2π×50×481125×10
?12
≈0.91X c 2
12πfC 2
如果介损仪采用常规法测量，则内施高压最大输出电流为200mA 显然无法满足试验要求，即介损仪采用内高压方式不具备试验所需容量。
经过讨论和研究，并结合AI-6000E 型自动抗干扰精密介质损耗测量仪的技术特点，决定采用外高压、内标准、正接法的方式，即外接试验变压器加压，利用介损仪和内部的标准电容Cn 来测量C2的介损，接线图如图2-3所示。
由上面计算公式可知，外接试验变压器至少需要输出1A 电流和6000V 电压。为了满足试验要求，选择试验变压器如表1所示。
表1 试验变压器铭牌
Tab.1 The nameplate of testing transformer
型号 额定容量 额定电压 额定电流 YDTW-35/30
35kV A
0.38/30kV
92.1/1.157A
介质损耗测量仪的高压线芯线悬空而高压屏蔽线和试验变压器高压线一起接在被试品的高压端即A1处；C X 芯线夹在N 端并将N 端子的接地解开。试验时，试验人员注意监测试验变压器的输出电流和电压，三相调压器的输出电流，防止过流、过压损坏设备。当试验变压器输出端电压V1达到6000V 时，再开始使用介质损耗测量仪来测量。
图2-3 中压臂电容C2测试接线图
Fig.2-3 The survey sheet of C2
测试结果如表2所示。现场实测tg δ（%）
和电容量偏差完全符合1000kV 晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程电气设备交接试验标准要求，也进一步验证了此法的正确性。
表2 C2介质损耗角的正切值和电容量测试结果
Tab.2 Test results of C2 dielectric loss
tangent and capacitance
出厂电容出
厂
测试实测电容实测tg δ(PF) tg δ(%) 电压 (PF) （%） 481125
0.072
6kV
490600
0.095
3 结论
（1） 测试CVT 各部分的电容及介损是检查其绝缘状况的有效方法，当电容器串联或并联时，往往因电容量的差异使某部分存在的缺陷难以检出，须对每部分进行测量；
（2）对于无引出端子的500kV CVT ，测量下节分压电容的介损和电容量只能采用自激法，自激法测试电压为3kV ，试验时必须避免危险的谐振过电压；对于有引出端子的500kV CVT，各节电容器的介损和电容量测量可以使用传统的正反接法，正反接法测试电压均为10kV ；
（3）根据1000kV 晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程电气设备交接试验标准要求，1000kV CVT中压臂电容C2应在额定电压下测量tan δ和电容量，结合现场实际情况，采用外高压、内标准、正接法的方式进行测量，测试结果完全符合要求；
（4）1000kV CVT 耦合电容器C11、
C12、C13、C14、C15介损和电容测量采用常规正反接法，测试电压10kV ；
致谢
特别感谢黄震师傅对我写作的指导，他为我完成这篇文章提供了巨大的帮助，使我得以顺利完成论文。同时，在写作过程中我也学到更多关于高压电气试验方面的知识，实验技能也有了很大提高。最后，感谢父母、同事对我工作和学习的帮助。
参 考 文 献
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作者简介：
苏**（1982-），男，湖北天门，硕士，主要从事高压电气和继电保护调试工作； Email ： suchenyun@126.com 联系电话：13787096915
通讯地址：湖南省长沙市天心区劳动西路339号湖南省送变电建设公司调试所电气二队
范文五：CVT--电容式电压互感器
1 概述
电容式电压互感器(CVT)在国外已有四十多年的发展历史，在72.5～800kV电力系统中得到普遍应用。国产CVT从1964年在西安电力电容器厂诞生以来，也积累了三十五年的制造和运行经验，现已进入成熟期。尤其是近几年，国产CVT在准确度及输出容量的提高以及成功地采用速饱和电抗型阻尼器使铁磁谐振阻尼特性和瞬变响应特性明显改善等方面有了突破性进展。电力部门广大用户普遍认识到：国产CVT已达到或超过电磁式电压互感器(VT)的各项性能指标，同时还具有绝缘强度高、不会与系统发生铁磁谐振、高电压下价格较低以及可兼作耦合电容器用于载波通信(PLC)等优点。所以，“九五”以来，国产CVT得到广泛应用，产品电压范围复盖35～500kV。在110～220kV，CVT用量已占绝对优势，不仅在新站优先选用，在老站改造中往往用CVT取代VT，330～500kV等级无一例外地选用了CVT。即使在35～66kV，CVT价格并不占优势，考虑到从根本上消除VT与系统产生的铁磁谐振，有的电站也选用了CVT。1995年以来，CVT产销量平均以每年25%的高速增长，1998年达到4700台，占110kV及以上电压互感器的90%。
在此期间，随着电力电容器绝缘技术和材料科学的发展，国外CVT在设计和制造工艺方面又有了很大改进，还有一些新型产品的发展动向。我们应当及时总结国内外CVT的制造和运行经验，进一步促进国产CVT的发展，为我国的城乡电网建设改造和超高压电网建设提供优质、可靠的产品。
2 国内外CVT的主要性能参数
在下表中给出最新的国内外500kV CVT的主要性能参数。国外CVT以瑞典ABB、加拿大传奇公司为代表，也列出了美国和日本公司的参数，国内以CVT生产主导厂西容厂为代表。现就以下几个主要方面具体说明如下：
国内外CVT主要性能参数
制造厂商中国西容中国西容ABB加拿大传奇美国RITZ日 新 产品型号TYD3500TYD4500CPB550TEHMF500EHCM550IH550 额定电压
(kV)500/500/500/500/500/500/ 设备最高电压(kV)550550550550550550 额定电容(pF)500050003500500054004000 准确级0.20.20.20.20.20.2 最大同时输出(VA)250400120250230250 工频耐压(kV)800800780780780680 雷电冲击耐压(kV)180018001800180018001550 操作冲击耐压(kV)130013001300-1300975 无线电干扰电压(μV)＜500＜500＜500--- 瞬变响应剩余电压(%)＜5＜5＜10＜5＜10＜5 阻尼器种类速饱和电抗器速饱和电抗器速饱和电抗器速饱和电抗器速饱和电抗器速饱和电抗器 爬距(mm)13750137501398012570-12550 耐地震水平加速度(g)0.40.30.3--- 产品高度(mm)6300615056305664-5990 总重量(kg)2016155010501225-1320
2.1 准确度及额定输出容量
国外CVT最高准确度仍为0.2级，额定输出容量有逐步降低的趋势。以ABB为例，目前其标准产品在0.2级下的输出从250VA已降低到120VA，其它国外公司各种电压等级CVT额定输出也不超过250VA，这主要是由于现代继电保护装置和测量系统所需负荷大幅减小。
国内情况则相反。根据需求，国产CVT在0.2级条件下的额定输出容量不断提高。母线CVT一般为300～400VA，有的已做到500VA。为达此要求，就必须采取提高中压、增大主电容和加大导线直径等措施，其结果是材料成本升高，产品体积增大。其根源可能是国内继电保护器件不同、保护回路多、留有裕度大，也
有“额定输出越大越好”的错觉所影响。目前国内也生产各种较小输出容量和准确级较低的线路CVT，如0.2/100VA，0.5/150VA，1.0/50VA，3.0/50VA等。总之，国产CVT准确级和额定输出有多种规格，完全能满足国内用户的各种不同需要。
2.2 绝缘介质
CVT的高电压主要由电容分压器承受，因而电容器的介质材料选用是十分重要的。八十年代后期，国内外几乎同时用聚丙烯薄膜与电容器纸复合浸渍有机合成绝缘油介质取代电容器纸浸矿物油介质。由于薄膜耐电强度是油浸纸的4倍，介质损耗则降为后者的1/10，加之合成油的吸气性能良好，采用膜纸复合介质后可使CVT电容量增大，介损降低，局部放电性能改善，绝缘裕度提高。同时由于薄膜与油浸纸的电容温度特性是互补的，合理的膜纸搭配可使电容器的电容温度系数大幅降低。这些都为CVT准确度提高和额定输出增大以及运行可靠性的提高创造了条件。
近几年，所用介质材料性能不断提高，电容器制造工艺和绝缘结构设计不断改进。国外薄膜与纸的搭配按层数分有1膜2纸、2膜1纸、2膜2纸等，绝缘浸渍剂有烷基苯(ABB称FARADOL300)、M/DBT和SAS-40等。国内采用的固体介质一般为2膜3纸，也有用2膜1纸的；浸渍剂主要是烷基苯，有的产品用PXE，特殊情况下也有用M/DBT的。国内外介质结构和浸渍剂的应用的发展基本上也是同步的。为降低电容器元件边缘场强，国外采用了铝箔折边、突出的新结构。有的采用较厚铝箔作元件电极的引出，而不用传统的铜引线片，这可防止引线片对介质的损伤并能使边缘场强均匀。电容器心子的支架很早就采用电工纸板而不用胶纸板。国内参照国外先进技术现已开始采用铝箔引出电极并已用电工纸板取代传统的酚醛纸板，这有利于支架绝缘的真空干燥浸渍，充分排除气泡和水份，消除了引起内部故障的可能性。
2.3 铁磁谐振和瞬变响应
CVT内部含有电容和非线性电感元件(中间变压器、补偿电抗器)，在一次突然合闸或二次短路消除产生的过电压作用下有可能产生内部分次谐波铁磁谐振现象，危及CVT本身的安全，影响二次测量、保护的正常工作，所以采用适当的阻尼器是CVT的一项关键技术。国外CVT从八十年代就开始采用速饱和电抗器型阻尼器，在正常运行情况下阻抗很大，消耗功率很小，不影响测量准确度。当谐振过电压产生后电抗器饱和，大电流通过与其串联的电阻，消耗功率很大，能在10个工频周期内迅速阻尼铁磁谐振。西容厂在国内率先进行了各种阻尼器的研究和应用，经历了电阻型、谐振型到速饱和型阻尼器的发展过程，1990年开发成功的速饱和型阻尼器，现已在国内全行业推广应用。
象任何新技术的应用一样，速饱和阻尼器在应用中也遇到和解决了一些新的技术难题。问题就在于按IEC标准和国标做铁磁谐振试验合格的产品，有的在投运时还会发生内部持续的铁磁谐振现象，伴随着输出电压波形畸变和异常响声。为此我们进行了技术攻关，采取一系列的技术和质量控制措施：首先对外购的速饱和电抗器用坡莫合金铁心特性参数进行严格检测，并适当降低了中间变压器的磁密。而后又经过深入研究，得到了新的认识，总结出一套新的铁磁谐振试验方法，用它试验合格的产品能确保在任何电冲击下(包括现场在额定电压下合闸突加电压)都能有效防止铁磁谐振的产生，用这种试验方法重新选择了阻尼器参数，并用来进行CVT的出厂检验。经过在天津杨柳青电厂和宜昌供电局的现场验证，以及1998年生产的1500多台CVT无一发生谐振的实践，说明改进措施是有效的，
是国产CVT的一大技术进步，同时也否定了所谓“国产CVT解决不了谐振问题”的说法。其实，国外CVT在中国运行中也曾发生过谐振问题，近几年也进行过改进，能否确保不再发生谐振，尚未在中国得到验证。
采用先进的速饱和电抗型阻尼器，不仅能有效地阻尼铁磁谐振，而且会使CVT的瞬变响应特性得到明显改善。采用谐振型阻尼器的CVT在一次侧短路后，经20ms，二次侧剩余电压不超过10%，采用速饱和阻尼器后剩余电压可降到5%以下，能满足现代快速继电保护的要求。
2.4 机械强度
CVT是单柱式细高产品，为确保在风力和地震力作用下的安全，标准规定了水平拉力抗弯试验和耐地震要求。国外电容器瓷套机械强度高，又采用了水泥浇装金属法兰，可使CVT抗弯强度提高，所以国外产品可以做得直径小、重量轻。国产瓷套强度较差，为保证整体抗弯要求必需采用较大的直径。近几年国产500kV CVT也采用了高强度瓷套，西容厂的500kV CVT产品于1998年在上海同济大学抗震试验室通过了水平加速度为0.3g的抗震能力试验。
2.5 工艺和结构特点
国外CVT普遍注意造型美观，防腐性能较好。外露金属件由铝合金制成或是热镀锌的，油箱是铝合金焊接或铸造而成，螺栓、螺母等紧固件由耐酸钢制成，可以做到现场不必重新涂漆。内部结构上也有许多独到之处，变压器用环形铁心，电抗器用C形铁心，中压套管由环氧树脂真空浇注而成，中压端子与电磁装置连接用弹簧片实现压力接触，不用连接导线。为了使用方便，ABB公司CVT将电压调节抽头引出油箱，当运行中二次负荷变化时经过调节可使精度不变或提高，甚至还可实现电磁装置和电容分压器在现场重新组合。为节省安装面积和费用，国外CVT一般都允许将线路阻波器装在顶部。
国产CVT在这方面有一定差距。加工粗糙，防腐性能差，在结构上为用户考虑不够。近几年情况开始转变，工厂购置了数控机床、加工中心等精密设备提高加工精度，开始使用真空浇注环氧树脂的中压套管，有的产品如(TYD4500)已将误差调节端子引出，开发出CVT耦合电容器顶上装有阻波器的一体化装置(内含结合滤波器)并通过了抗地震试验。在防腐方面，国内热镀锌质量尚差，我们采用了油箱喷塑新工艺，紧固件经过渗锌处理，显著提高了防腐性能。 3 国产CVT的优势和差距
3.1 国产CVT的优势
①绝缘可靠性高。作为承受高电压的电容分压器，其介质强度是最重要的因素，介质击穿不仅会影响CVT的测量准确度，更严重的是有可能造成电容器爆炸、起火的恶性事故。国产CVT中电容器介质工作场强一般为进口产品的70%以下，加之绝缘结构的改进，严格控制油中微量水份，降低了电容器介损和局部放电量，其绝缘特性明显高于进口产品，这在国内大量的运行经验中得到了验证。最近我国进口国外某公司的500kV和220kV CVT发生了严重的爆炸事故和电容器介质击穿故障，更换为西容厂生产的CVT后投入了正常运行。所以，正如无功补偿用国产并联电容器可靠性高一样，国产CVT的绝缘可靠性也比进口产品高，能更好地适应国内市场的需要。
②能可靠地阻尼铁磁谐振。经过对速饱和阻尼器进行大量的应用研究和改进，并按严格的工厂标准进行质量控制，确保出厂的每一台CVT均能够在从低到高至额定电压因数的任何电压下有效阻尼各种频率的铁磁谐振，这已在大量的运行实践中得到了证实。
③优良的瞬变响应特性。由于设计参数选择合理，采用速饱和阻尼器的国产CVT均能保证在一次短路后其二次剩余电压在20ms内降到5%以下。而国外CVT一般只保证剩余电压为10%，仅个别产品能达到5%。这样，国产CVT在配合快速继电保护方面也有一定优势。
④能用来进行电网谐波的监测。一般说来，由于采用工频下电感和电容互补原理，在CVT的二次端子测量高次谐波电压就会有较大误差。然而，西容厂在CVT上配备一个部件，提供一对谐波监测端子，就可利用电容分压器来准确测试电网谐波，其误差满足国标GB/T14549《电能质量——公用电网谐波》的要求。该技术已批准为国家实用新型专利。
3.2 国产CVT的差距
①外观设计与制造工艺与国外差距较大。整体造形不够美观，加工和装配质量粗糙，这与基础件水平低(如瓷套外观质量)、工艺装备落后和质量控制不严有关。
②金属外露件防腐处理差。国外铸铝合金或铝合金焊接件且不说，其热镀锌质量也远比国内好。国内不仅热镀锌质量差，油漆也有脱落和退色现象，使用中需多次涂漆。
③对用户的使用要求注意不够。有的参数和特性尚未提供试验数据，如电网频率变化对CVT测量精度的影响、电容器1A高频电流的承受能力试验、介损随温度的变化曲线等。国外CVT大都允许装载线路阻波器，国产CVT只有110kV的产品在个别场合下是由用户自己组装使用的。
4 产品发展趋势
4.1 首先针对国产CVT目前存在的差距改进设计和制造工艺，全面满足IEC标准、国家标准、电力标准与规程以及使用部门的特殊要求，降低故障率，真正实现免维修、少维护。
4.2 采用当代新技术，大力开发新型CVT产品。国外电容分压式光电电压互感器已经问世，IEC《电子式电压互感器》标准草案正在讨论中，国际大电网会议也把研制光电互感器作为未来开发的新技术进行研究。国外专家普遍认为，由于有接口、容量、习惯等各方面的问题，近十年光电互感器不会有大规模的发展， 但在十年后会有一个大发展，在发展的数路上先会是低电压的，取得经验后逐步向高电压发展。国内已有人投入力量开发电子式电压互感器，今后会跟踪国外新技术的发展，逐步达到实用化并实现规模化生产和应用。
4.3 产品向难燃、防爆和更高电压等级发展。采用硅橡胶合成套管和充SF6气体的独立式CVT和G1S配套用CVT具有耐污、防爆、难燃和绝缘可靠等优点，近期有望开发成功。随着我国西电东送的实施，西北电网更高电压等级750kV已基本确定，研制750kV CVT已成当务之急。
4.4 提高CVT的应用技术
近几年CVT在我国发展迅速，也积累了丰富的使用和监测经验。但由于制造厂对产品性能的介绍和技术服务未能跟上，也出现了一些有待解决的应用技术问题。随着产品的发展和供电可靠性要求的提高，CVT的应用技术也将相应发展和提高。
①二次输出的合理选择。CVT的二次额定输出是由二次所接测量和保护装置所需负荷的总和决定的，CVT输出越大，制造成本和价格就越高。根据国外经验，一般按二次实际负荷的1.3～1.5倍来确定CVT的额定输出较为合理。现代继电保护和测量的负荷不大，根据标准，当实际负荷低于CVT额定输出的25%时，误
差就有可能超出相应准确级的规定值。所以，应当走出“输出越大越好”的误区，从实际需要出发提出要求。
②现场试验方法的改进。CVT是全密封、免维修设备，在安装投运前和每年一次的预防性试验中不必要按出厂试验项目逐一测试，更不要打开产品检查内部结构和进行试验。现场试验目的是检查运输和运行过程有无异常变化，试验项目和要求已在产品使用说明书中给出，它包括电容器的电容和介损(tanδ)测量及中间变压器各绕组的绝缘电阻测量。必要时也可进行准确度的比对(同型号、规格产品相互比较)测试。
对单柱式结构CVT的下节电容器测试时，只需测试整台电容器的C和tanδ，而无必要分别测C1和C2。因为C1和C2由同样的电容器元件串联而成，装在同一瓷套内，内部绝缘油也是连通的，在整体测试时得到的是C1和C2串联数据，可以与出厂数据或上次试验数据相比较，来判断电容器是否良好，完全能反映C1和C2的元件击穿或受潮情况。过去曾有用所谓“自激法”从二次加压来分别测C1和C2的，大量的实践表明“自激法”问题较多。一方面试前、试中和试后恢复有很多注意事项，容易出现差错造成设备仪器的损伤；第二是测试电压很低，回路本身又有较大误差，致使测量结果误差很大，难以判断产品是否正常。只测电容器整体C(即C1和C2串联)和tanδ是既简单又可靠的方法，这是很多地区运行监测人员实践经验的总结。
③运行监视。CVT本身是计量器具，二次电压的幅值、相位和波形能反映出设备本身的运行状况，可以说是自具在线检测功能的。应当利用这一有利条件，在运行中注意监视和比较同组或同一次电压产品的二次电压的幅值、相位和波形，某相电压有突变可能是内部故障的信号。另外，开口三角电压的突然升高或产品在运行中发出异常响声时也应引起高度重视，及早对产品作进一步检查。 ④现场误差调整和电容器调配。通常结构的CVT在现场是不能进行误差调整的；带有电压、相位调节端子引出结构的CVT有可能在现场根据二次负荷的变化来调节输出电压以保证产品的准确度，或者实现单元电容器的重新调配，这些工作应在确有必要时，并且要有制造厂专业人员参加的情况下才能进行。
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