摘要：本文主要介绍了特高压鄂尔多斯站1000千伏电压互感器概况、工作原理、设备结构、运维工作要求和常见的故障，并针对一些具体故障提出一些处理方法，为以后电压互感器的运维检修工作提供参考，更好的保证供电可靠性。
关键词：1000千伏电压互感器；原理结构；运检要点
1 引言
电压互感器的性能是将高压按相对比例转换为低压100v或以下的标准二次电压，为仪表安装的维护、计量和安全运行提供电能。同时，电压互感器的其他性能是将高压与工作人员隔离。
电压互感器作为一种不可分割的实现设备，在电力系统中起着至关重要的作用，同时，由于电压互感器是一种常见的设备，无论是变压器本身还是二次回路问题，都会对整个二次系统产生重大影响，保证电压互感器及其二次回路的稳固运转是至关重要的。为适应特高压电网的发展要求，加强特电压互感器技术管理，排除电压互感器的运行风险，确保电网安全可靠经济运行，国网蒙东电力采取加强巡视、带电检测和数据抄录比对来保证电压互感器的正常运行。
2 鄂尔多斯站1000千伏电压互感器概述
目前在鄂尔多斯站应用的电压互感器有柱式结构SF6气体绝缘（罐式）电磁式电压互感器和电容式电压互感器（CVT）两种。同时，电压互感器是一种公共设备。它运用电磁感应原理将初级电压按比例转换成次级电压，利用聚酯薄膜和SF6气体作为绝缘介质，主要用于GIS设备中。柱式结构电容式电压互感器主要由电容分压器和电磁单元组成。柱式CVT的主绝缘部分是耦合电容器，耦合电容分压器有多个电容元件串联而成，电压分布比较均匀。
表1 1000千伏罐式电磁式电压互感器主要技术参数
表2 1000千伏电容式电压互感器（CVT）主要技术参数
3 鄂尔多斯站1000千伏电压互感器基本原理和结构
（一）1000千伏罐式电磁式电压互感器结构和工作原理
罐式SF6气体绝缘电压互感器单相双柱型核心，本身的构造类似于油浸式单级式电压互感器，粘合层绝缘采用针织涤纶和聚酯薄膜，绕组部分采用矩形或分层的金字塔。SF6电压互感器结构如图1所示。
图1 罐式电压互感器结构
（二）1000千伏电容式电压互感器结构和工作原理
1、结构
1000 kV容性电压互感器是由电容分压器和电磁单元组成的单相单柱结构。它采用非堆栈结构，即电容器分配器和电磁单元分别安装如图2所示。
图2 电容式电压互感器外形
1）电容分压器主要由电容芯、金属膨胀器和陶瓷套筒组成。
（1）电容器芯是电容器分配器的核心，一种串联的多个电容元件的组件。电容器组由五个套管电容分压器组成。每个电容器分压器单元都配备有数十个电容器元件，由薄膜-纸复合电介质串联连接并用绝缘油密封组成。高压电容器C1和中压电容器C2的所有电容器元件都安装在五个陶瓷衬套中，因为它们保持相同的温度。因此，温度引起的分压比变化可以忽略不计。电容元件在瓷套佳能的真空处理，热处理后彻底脱水，脱气，注意绝缘油的脱水脱气和陶瓷套管的密封。电容器作为工频和高压隔离器。
（2）膨胀器是电容器分配器的重要组成部分。因为所有的电容器都装有绝缘油，所以绝缘油的体积会随着温度的变换而变换。为了适应这种变化，为了尽可能保证电容器分压器的内部压力恒定，电容器分压器配有膨胀机以补偿油量的变化。
2）电磁单元由中间变压器、补偿电抗器、阻尼器和补偿电抗器两端的限压器四部分组成。
（1）主要结果如下：（1）中间变压器实际上是相当于20 kV~35 kV电压等级的电磁电压互感器，但其参数满足CVT的特殊要求。例如，主侧具有更多的调节绕组和较低的磁密度。
（2）补偿电抗器的作用是减少准确的负荷水平的影响。从CVT的等效电路可以看出，电容（C1+C2）上的电压不是一个常数，它随负载的变化而变化，因此它的负载能力很差。如果补偿器和中间变压器的短路阻抗之和等于电容的容性电抗（实际上前者稍大），则负载对精确电平的影响较小。
（3）补偿电抗器的电感调节可分为出铁口型和气隙型两种类型，可调丝锥的电感调节是一种具有实体结构优势的分级调节，可调芯的气隙型电感可以连续调节，但固定铁心不够牢固。
2、工作原理
其工作原理是电容分压器的分压，中压变压器将中间电压改为二次电压。在等效电容电抗1/{（C1+C2）}的功率频率下，适当调整补偿电抗和中压变压器漏抗之和，以消除电容压降随二次负载变化而引起的二次电压急剧变化。其原理如图3所示。
C ---- 载波耦合电容 1a1n ---- 二次1号绕组接线端子
C1 ---- 高压电容 2a2n ---- 二次2号绕组接线端子
C2 ---- 中压电容 3a3n ---- 二次3号绕组接线端子
L ---- 补偿电抗器 dadn ---- 剩余电压绕组接线端子
D ---- 阻尼装置 da′dn ----阻尼器绕组端子
N ---- 载波通讯端子 XL ---- 补偿电抗器的低压端子
T ---- 中间电压变压器 U1N ----额定一次电压
A1 ---- 电容分压器的中间电压端子 A2 ---- 电磁装置的一次电压端子
J ---- 带有避雷器的结合滤波器 P ----- 保护装置
图3 电容式电压互感器电气连接原理图
电容器除法器由高压电容器C1和中压电容器C2组成。
因为CVT自身是由电容和非线性电感组成的，所以电容和电感类似于谐振状态。因此，必须加装阻尼器防止发生铁磁谐振。
3、电压互感器生产工艺控制流程和试验
每一台电压互感器出厂前都已进行了下列试验：
a.电容分压器部分
1）外观检查；2）密封试验；3）耐压前后电容和介质损耗的测量；4）工频耐压试验、干式试验；5）局部放电测量；6）低压端对地耐压试验。
b.电磁单元部分
（1）外观试验；（2）密封试验；（3）绕组极性试验；（4）中压变压器感应电压试验；（5）二次绕组与接地及补偿线圈端部电压电阻试验。
c.组合后的CVT
1）准确度调整试验；2）铁磁谐振检验；3）密封性检验；4）外观检验。
投运前试验：
1）外观检查
如瓷套破裂、渗漏油、变形等。
2）绝缘电阻测量
用兆欧表作测试设备，所有测量点都集中在二次端子盒内。
注意：因为绝缘电阻受大气条件的影响，空气湿度大，测试绝缘电阻会减小，所以绝缘电阻测量的推荐值为干燥的大气条件。
3）电容分压器的电容量及介损测量
4）CVT电压变比测试
5）CVT准确度试验。
6）极性检验。
7）阻尼器直流电阻测量。
4 鄂尔多斯站1000千伏电压互感器运检要点
（一）1000千伏电压互感器一般运维要求
1．电压互感器二次绕组应有永久的、可靠的保护接地。
2．电压互感器二次回路严禁短路。
3．电压互感器检修时，应将二次回路开关全部拉开，以防二次回路反送电。
4．电压互感器退出运行时，应采取措施防止相应的保护和自动装置误动，或将保护和自动装置退出运行。
5．1000千伏电压互感器退出运行时，应先将电压互感器停电，再拉开二次侧空开、刀闸；投入运行时，顺序与之相反。
6．在带电的电压互感器二次回路上工作时，应采取下列安全措施：
（1）严格防止短路或接地。应使用绝缘工具，戴手套。必要时，工作前申请停用有关保护装置、安全自动装置或自动化监控系统；
（2）接临时负载，必须装有专用的隔离开关（刀闸）和熔断器；
（3）工作时必须有专人监护，严禁将回路的安全接地点断开。
7．电容式电压互感器的电容分压器单元、电磁装置、阻尼器等在出厂时，均经过调整误差后配套使用，安装时不得互换，运行中如发生电容分压器单元损坏，更换时应注意重新调整互感器误差；互感器的外接阻尼器必须接入，否则不得投入运行。
8．电容型电压互感器一次绕组的末（地）屏必须可靠接地。
（二）巡检规定
1．设备外观完整无损，油位正常。
2．外绝缘表面清洁、无裂纹及放电现象。
3．一、二次引线接触良好，二次侧无短路，接头无过热。
4．电压互感器端子箱熔断器和二次空气开关正常。
5．无异常振动、异常声音及异味。
6．电容式电压互感器二次电压无异常波动。
7．均压环位置正确，无倾斜、松动、变形、扭曲、锈蚀等现象。
8．瓷套、底座、阀门和法兰等部位无渗漏油现象。
9．金属部位无锈蚀，底座、支架牢固，无倾斜变形。
10．设备外壳接地可靠。
（三）1000千伏电压互感器定期维护项目及标准
1．每月应定期检查电容式分压器底座内的油位，当互感器运行在最高环境温度55℃时，油位不超过观察窗最高位置；当运行在最低环境温度-40℃时，油位不超过观察窗最低位置。
2．每月应定期检查电容器的机械、电气连接是否正常、可靠，是否漏油。
3．每月应定期用紫外放电成像仪检查电晕放电情况。
4．每月应定期用红外成像测温仪检查导电体及其接头温度，标准按照DLT 664-2008《带电设备红外诊断应用规范》执行。
5．每月应定期进行电压互感器二次接地点电流测试。
（四）电压互感器的异常处理
参考文献：
[1]国家能源局.DL/T 312-2010 1000kV电容式电压互感器设备检修导则［S］.北京：中国电力出版社，2011.
[2]国家能源局.DL/T 1186-2012 1000kV罐式电压互感器技术规范［S］.北京：中国标准出版社，2012.
[3]王世祥.电压互感器现场验收及运行维护［M］.北京：中国电力出版社，2015.
作者简介：
李鹏伟（1986.11-），男（汉族），山西代县，国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司，工程师，现从事特高压变电运维专业工作。
论文作者:李鹏伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
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