正接法测量CVT出现负介损原因分析

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摘 要：本文通过对几种电容式电压互感器（CVT）产品的一系列试验，分析了正接法测量cvt介损的试验过程中中间变压器对CVT介损测量产生的影响。重点分析由中间变压器引起的负介损产生的原因。这些分析结果可以为CVT的现场测量提供合理的测量方法及理论依据。

关健词：CVT；中间变压器；介损；分析

中图分类号：F407.6 文献标识码：A

1 前言

CVT是电力系统重要的一次设备，规程对其分压电容的变化量及介损均做了严格的规定。如果CVT的分压电容量发生变化或介损升高，将有可能引发CVT爆炸事故。因此CVT现场试验日益引起人们的重视。介损测量对于判断其绝缘状况是比较有效的方法。负介损出现的原因是多方面，有可能是脏污引起的，也有可能是电磁场干扰引起的。在这里我们针对由中间变压器引起的负介损产生的原因进行一点探索。

2 正接法测量CVT介损的基本原理

一般我们都是用西林电桥的正接法测量CVT介损的。基本原理如图1所示。

测试前将CVT的分压器低压端子J与电磁单元的X 之间的连线断开，并断开XT与外壳之间的连线，按图1接线，从分压器高压端子加电压。加压时注意不使XT 端子上的电压超过2kV，从J端子处进桥。这是整体测CVT介损的最典型的方法 测量时XT 端子与地之间处于断开状态，中间变压器高压线圈及补偿电抗器线圈对地均不构成回路，试品电流由高压端子经过C1和C2从J端子进桥。似乎这样应能测出分压器C1和C2的真实介损，其tgδ数据应与分体后单测分压器介损得到相一致的数据。事实上在现场和实验室中采用这种方法测得的数据常出现负介损。表1中列出的几种产品在这种条件下的测试的介损值，从表中可以看出测得的tgδ值都是负介损。

3 影响正接法测量CVT介损的因素

那么是什么原因造成测试时如此大的误差甚至出现“-tgδ”呢?现在我们分析一下。等值线路图见图2所示。

中间此时变压器高压线圈的末端Xr点悬空，CB为中压互感器一次绕组对铁芯、外壳和二次绕组的等值电容，LB表示因一次绕组一端施加电压有部份线圈参与等值电路，与CB相串联的电感。此时流经电桥测量臂的电流为I2。

于是有I1=I 2+I3，就是说由于杂散电容的影响，使R3中的电流I 2较之试品电流I1减少了I3 。如图3所示。

由于I3的分流作用使损失角由δ1变为δx，造成测得的介损值由实际的tgδ1 ，变为tgδx。

图3中当I2在OE位置时，tgδx

（1）当I2落在OD线右侧时gδx>tgδ1。

（2）当I2落在OD线左侧时gδx

（3）如果I2落在纵轴IN的左侧，则tgδx值为“负”值，这就是测试中出现“负”介损的原因。

现场用倒相法进行干扰下tgδ测量时，由于I3的分流作用，往往出现两个负值。这样的测量结果是无法进行计算和绝缘分析的。

为了进一步分析造成测量误差的原因和部位，我们把上述杂散电容理解为由三个方面引起：

一是高压线圈外层与铁心及外壳之间的杂散电容C31；

二是高压线圈内层与铁心柱之间的杂散C32"；

三是电抗器杂散电容可分解为两个：A 端的杂散电容与C32合并，只剩X 端杂散电容用C33表示。

于是可把CVT电磁单元用图4电路模型来描述。

由高压线圈外层与接地体之间杂散电容C31引起的电流I31可视为纯容性电流，测试时它的存在可粗略地视为C31 ，如果C31的介损与C1相近，则对tgδ的测试无影响，而使Cx的测试值偏小。而C32和C33引起的电流I32和I33均通过高压线圈，它们不仅在线圈电阻上形成损耗以及在铁芯上形成激磁损耗，更严重的是因为激磁阻抗很大，电感和电容串联的结果使得旁路的电容增大，从而造成I32 和I33发生较大变化，正如前面提到，该电流的改变可能引起电桥R3 中电流I2的相位落在纵轴IN 左侧，从而出现“-tgδ”。

表2给出了几种CVT产品在不同二次负荷(接入阻尼器Z，断开阻尼器Z、二次侧短路、单独测分压器)时介损测量结果及实际介损值。

如果我们把中间变压器高压侧AtXt短路，则线圈中不再有电流，仅单纯的杂散电容对tgδx有影响，经实测tgδx，其值和中间变压器二次侧短接时的值很接近，如表3，可见造成测量误差的主要原因在于杂散电容C32 、C33与中间变压器激磁电抗及阻尼器电抗串联改变了被试品中旁路电流的大小，而线损和铁损的影响要小些。

同样的道理，电抗器L中也会形成激磁电流，受激磁电抗的影响也会造成测量误差，若把AL XL短接则可消除之。表4给出的结果表明电抗器激磁电流对测试结果影响不大。

变压器Xt端对接地体杂散电容与电抗器A 端对接地体杂散电容引起测量误差的机理是相似的，如果测试时断开Xt AL ，则可排除电抗器的影响，试验证明电抗器对测试影响较小，造成测试误差的主要原因在于中间变压器。

4 减小测量误差的方法

以上分析告诉我们，采用正接法测量CVT介损会因电磁装置的存在而使测量结果产生较大误差，一般对于新出厂的产品来说，制造厂在出厂前均采用分体测量的方法测量其tgδ，验收试验时可将电磁单元外壳和地绝缘起来(如用绝缘子支撑)后，采用正接法测量其介损，一般均可得到较准确的数值。对于已安装在基础上的CVT，如采用正接法测量，则应将二次侧线圈端子短路后再测，这样虽然仍有一定误差，但和真实值相比已很接近，同时，测量时应对试验方法和数据做详细记录，在此后的预试中，应采用同样的方法进行，如测得的数值较前次有明显的变化，无论是变大还是变小，均认为该CVT绝缘状况改变。正接法测CVT介损试验方法如图5所示。

参考文献

[1]何文林.互感器与电容器[M].中国电力出版社，北京，2003.6.

[2]李建明,朱康.高压电气设备试验方法[M].北京:中国电力出版社，1984.6.