10kV计量用电压互感器质量分析与应用.pdf

器的功能是什么,和开关有什么区别 器分为交流器（电压ac）和直流器（电压dc），它应用于电力、配电与用电。14.1.1柔性直流控制保护系统应包括换流站运行人员控制、交直流站控制、直流控制、直流保护、通信系统、换流站主时钟系统、直流线路故障定位、故障录波、保护故障录波信息管理子站、电能量计量系统及上述系统与通信系统的接口等装置。试完成下列问题：1．(选择)该电压并列装置主要由 a 继电器组成a 直流继电器yqj、b 电流继电器ljc 电压及电器yj2.图6-3中，ia602、ib602、ic602、il601是 a 的电压回路a. i母tv21保护测控用绕组送出b i母tv21计量用绕组送出c．ii母tv61保护测控用绕组送出3. 2图6-3中，a630、b630、c630、l630是 a 用的电压小母线a. i母保护测控b i母计量用c．ii母保护测控4.试简述i段tv21的投入、退出过程及原理。

这些电压互感器往往在投运一个月的关系。 到半年内，便出现不明原因的损坏情况。由于故110kV计量用电压互感器静态功耗分析 障率过高，最终在正常使用年限前将整批次电压10kV计量用电压互感器静态功耗分析，主要 互感器予以更换 ，耗费大量人力物力 ，期间造成考察互感器在额定工作电压下不同负载状态下的 较大的经济损失 -31。实际功耗，目的是研究由于静态功耗过高引起的每批次产品均严格按照相关计量技术要求进发热导致绝缘损坏的可能性。 行到货检查和送检 ，但是上述情况仍时有发生。用直接测量法测量 1OkV电压互感器静态功 侧面反映出目前检查、检测方法存在不足，未能耗，其原理如图1所示 。利用升压器对电压互感 及时发现电压互感器 内部存在的质量缺陷，导致器一次侧施加额定电压，测量电压互感器一次侧 电压互感器在正常使用条件下运行较短时间便出带不同的二次负荷时的输入功率 ，则可推算出 现内部短路、爆裂等损坏情况 。该电压互感器在带该二次负载时的静态功耗P。针对上述情况，本文利用 目前供 电局库存的表达式如下： 电压互感器作为样本，从互感器的静态功耗、交P=Pn—P(1) 收稿 日期：2015—08—12虹装置监测TV2二次侧输入 电压、电流及总输人功率。

由于2台电压互感器一次侧并联，一次侧 电流、电压 、功率均相等，因此每台互感器静态功耗应为总静态功耗的一半，即： 负载箱 TV调压器P=(P0-px)／2(2)从供 电局库存的5个品牌电压互感器中各抽图1 电压互感器静态功耗直接测量法原理图取一组电压互感器作为样品测量其静态功耗，测式 (1)中：P为电压互感器在带二次负载时试数据如表 1所示。 的静态功耗 ，P。为输入功率，表 1 10kV电压互感器静态功耗测试 为二次负载有功功率。目前没有可以直接测量 电序号 厂家型号号率 压互感器一次侧功率的设备。 如果使用额外的互感器测量一 次电压 ，在一次侧串入 电流表1300494413 以监测 电流 ，会得到一次侧 的13OO49O3 视在功率 。在无法确定功率因 素的情况下 ，将无法推算出电 压互感器的静态功耗P。要监测003350 一 次侧的功率因素 ，必须用 电003387 流互感器变换一次侧 电流后才0 6 5 5 6 5 7 吡l 5 5∞ 5吡 5∞ 加8 1∞ 5∞ 8∞ 4加 3∞ 6∞ 5∞ 町测量，但 由于在额定 电压下 一 次侧 电流不到 10mA，市场上0o2446瑚m昭 m 拼 ㈣拼柳 也没有合适的电流互感器 ，因002341 此仍无法实现功耗测量 。

昌罨 娜姒m 埔 鼢瞄凹 ¨ &要测量 电压互感器静态功 耗 ，则必须采用一种新型测量553Oo06095 方法，可以同时监测输入功率553o()o6158 和输 出功率 。经研究 ，可采用2∞ 2 M6 2 Ⅲ2 邢2 9 4 4斛 7 'l_3 3 8 Ⅲ4 4 4忉 双互感器高 对等低压侧测量 法 ，原理 图如图2。图中TV1、1002235 E JDZFl7-10A100228 TV2为2台同厂家同型号同批次 的10kV计量用电压互感器，将 其一次侧并联，TV1二次侧分别 接入0％、25％、100％额定负载，从TV2二次侧用从表1可知，每台互感器在额定电压下满载时 调压器加入额定电压100V，同时利用测量的静态功耗最高值为4．78w，最低值为2．57w，属于较低功耗范围，因此可 以排除由于静态功耗过高，引起发热，从而导致绝缘损坏的可能。 学圆一210kV计量用电压互感器交流阻抗及直流电阻分析lOkV计量用 电压互感器交流阻抗分析，主要 图2 电压互感器静态功耗双互感器高压对等低压侧测量法观察在不同负载状态下，电压互感器交流阻抗的豳吴智海 等：lOkV计量用电压互感器质量分析与应用电力压互感器在 10kV下满载时一次交流阻抗的最大值为4794．43kO，最小值为3156．96kO。

经检查，供光谱仪主板的直流5v电源仅剩2.3伏左右，脱开5v直流电源的负载，通电再次测量5v直流电源，这时则有5v，初步判断此5v直流电源带载能力差，拆开电源外壳进行检修，由于没有带负载时，通电有直流5v输出，故重点检查次级线圈侧的输出整流电路，给5伏电源接上假负载通电进行测量发现三通稳压7805的1、2脚之间电压为5.2伏，2、3脚之间却剩2.3伏，下图所示，故判断三通稳压管7805性能变坏，更换三通稳压管7805故障解决。四 交流器选型 1. 选择器的类型 器的类型应根据负载电流的类型和负载的轻重来选择，即是交流负载还是直流负载，是轻负载、一般负载还是重负载。 （2）纹波电压的测试 使为u1 220v伏并保持不变，在额定输出电压 +9v,-9v,5v 的情况下，用示波器测出输出电压中纹波电压的峰值分别为u 1mv,u 4mv,u 3mv（3）输出电阻的测量连接好电路，保持稳压电源的输入电压，在不接负载rl时测出开路电压uo1 9.01v，此时io1 0，然后接上负载rl，测出输出电压uo2 8.99v和输出电流io2 129ma，则输出电阻为：r0 0.155 4 最大输出电流的测量连接好电路，保持稳压电源的输入电压，接一个变位器作为负载，串联一个毫安表，通过改变电位器的阻值使输出电压降低5%左右，测量此时的电流i。

从表2数据中可知，每台 互感器在 200V下满载时交流 阻抗最大值4794．43kn，最小 值为3156．96kQ。由于阻抗是 表示元件性能的物理量 ，其大 小与电压无关。因此 ，样品电电工 阻，测试数据如表3。或过少均会影响其稳定性，因此 ，可认为一次绕从表3数据 中可知，样品电压互感器一次直组的线圈导线长度 相等 、电阻 相同。故电压 流电阻最大值为9．61kn10kv电压互感器图片，最小值为3．90kQ。由互感器一次直流电阻的区别主要在于电阻体的截 于一次线圈的导线为截面均匀的电阻，因此有如面积．s，即一次线圈漆包线的线径。又由于线圈 下表达式 ：的漆包线线径决定线圈载流量 ，其关系如表4所R=pL／s(4) 示 。式 (4)中：p为 电阻材料的电阻率 ，￡为 电电压互感器承受的最高冲击电压可参考用户 阻体的长度，s为电阻体的截面积。侧 l0kV进线避雷器的放 电电压 ，依据 电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50150—2006及表3 10kV电压互感器一次直流电阻测试南网电设用户侧 10kV进线避雷器的额定 电压一般选取 17kV，按交流阻抗最低值3156．96kQ对应的最大冲击 电流为5．38mA，参照表4所列参数 ，一次线圈线径大于0．07mm的电压互感器的可承受该冲击电流。

采样电阻法是在三相全桥电路下桥臂的com端接一个高精度电阻，将电流信号转换成电压信号，通过检测采样电阻的电压值就可以计算出此时三相全桥电路的电流，即马达母线电流。当接通电压后，通过电流线圈的电流产生磁场，磁场强弱与电流成正比，此时两电压线圈b1，b2中电流，根据载流导体在磁场中受力的原理，将产生转动力矩m1、m2，由于电压线圈b1和b2绕向相反，作用在仪表测量机构上的力矩一个为转动力矩，另一个为反作用力矩，当两者平衡时，即停留在一定位置上，只要使线圈和机械角度满足一定的关系就可使仪表的指针偏转角不随负载电流和电压的大小而变化，只决定于负载电路中电压与电流的相位角，从而指示出电路中的功率因数。1》欧姆定律：r=u/i 适用于纯阻性电路的计算,电动机绕组是以感抗形式负载于电源上的,所以不适用于欧姆定律的计算.2》加在电阻两端的电压不一定是电源直接提供的电压,可以通过电容降压(交流电时),也可以是通过电子元件或稳压元件(直流电)提供的.。

如表3所示，5个品牌的直流电阻离散度比品牌D的高679．61％。 阻的均值分别为 ：9．58kiq、7．94kfl、6．21kQ、表5 1okV电压互感器一次绕组直流 电阻测试 5．78k12、3．93kl"l。品牌A的10kV电压互感器的 一 次绕组阻值最大 ，分别比品牌C、D、E的高出 54．27％、65．74％、143．77％；品牌B的 10kV电压 互感器的一次绕组阻值次之，分别比品牌C、D、 E的高出27．86％、37．37％、102．04％。在电压互感器一次绕组圈数固定的情况下 ， 造成直流电阻偏高是电压互感器一次绕组采用了根据 电压互感器工作原理、设计要求以及现 直径较小的漆包线绕制 ，而直径较小的漆包线由场实物拆解分析，已定型的同型号同批次产品， 于制造工艺的原因其圆度和绝缘漆面的均匀度较一 次线圈的匝数是固定的，而线圈绕制骨架尺寸 难保证 ，如果互感器制造厂在漆包线进货绝缘针是一样的，因此可认为线圈长度是固定的，即一 孔试验时把关不严 ，导致绝缘不合格的漆包线材次绕组电阻值时固定的。绕制一次绕组排线时， 料用于互感器的制造 ，这样的互感器运行中很容工艺要求严格 ，必须从一边向另一边按顺序均匀 易出现一次绕组匝间短路 ，由于短路环的存在 ，绕制。

造成直流电阻值离散度偏高的主要原因很 必然导致局部发热，并引起互感器出现更大范围可能是线圈绕制时排线不均匀，同一层线圈出现 的一次绕组匝间短路和层间短路，最终无法承受回绕的现象。由于运行中的互感器每匝线圈的承 额定工作电压而爆裂烧坏，这可能是造成故障率受的压降相等 ，存在这种回绕缺陷的电压互感 较高的品牌A、B的电压互感器在运行中出现损坏器，在回绕线圈处，匝问将出现比其他正常线圈 的重要原因。高几倍的电压10kv电压互感器图片，运行中极容易出现匝间短路 ，导10kV计量用电压互感器一次绕组直流电阻离致电压互感器烧毁。 散度分析，主要采用STDEVP分析同品牌同型号电压互感器的一次绕组直流 电阻值应有合 同批次的产品的一次直流电阻的稳定性。STDEVP理的取值范围，依据经验值 ，建议合理范围是 即基于以参数形式给出的整个样本总体计算标准3．8kfl一6．2kfl，而其一次绕组直流电阻的离散 偏差 。标准偏差反映相对于平均值的离散程度。度 ，直接反映了整批次产品的制造工艺，也可作 其数学表达式如下：为该批次电压互感器的重要考核指标 ，建议同批次 10kV计量用电压互感器的离散性群体标准差s=f~(Xi- ／n(5)i=1 ／要小于0．08。

式 (5)中 为第i个样本测试值 ， 为样本4拆解与验证 平均值 ，n为样本个数。为验证前文 的构想 ，对 品牌 A、c、D的取局库存的品牌A和品牌D的10kV电压互感10kV电压互感器进行抽样拆解观察。对3个品牌 器各一个批次的产品进行一次绕组直流电阻阻值的互感器从绝缘外壳 、屏蔽层 、一次线圈分层情 测试 ，其中品牌A的型号是JDZ72—10，品牌D的况 、一次线圈线径和一次线圈直流电阻等5方面 型号是JDZ10(G)一10B3，样本容量都是30台，测进行观察。在拆解故障率较低的品牌c、D的互感 试数据如表5所示。器时，发现它们浇注的绝缘外壳都较厚，绝缘外通过数据分析可知 ，在抽样测试中，品牌壳下包裹着一层铜皮作为屏蔽层 ，屏蔽层与精密 A的10kV电压互感器一次绕组直流电阻平均绕制的线圈之间还有一层环氧树脂网格布作为绝 值为9．63kn，群体标准差为0．136049。品牌D的缘材料，防止造成短路。整个一次线圈采取多层亘 圈

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