摘要：高压电子式电压互感器，其具有安全系数高、耗费成本低、绝缘性能强、负载误差小、控制环境好以及操作较简单等优点。提出了一种利用电压互感器工作原理来检测高压输出设备的技术方案,并从该装置的测量不确定度、装置的准确度级别和测量重复性等几个方面论证了该方案的可行性,具有很强的实用性,为检测机构提高检测能力提供了一种比较经济的解决方案。
关键词：高压源；测定方法;电压互感器
随着传感技术、智能化技术以及电网技术的不断发展，电压互感器也越来越先进，电压传感器开始往数字信号、网络传输以及线性测量等方向快速发展，以保证满足日益发达的电网的需求。
一、新型中高压电子式电压互感器
这种新型中高压电子式电压互感器是基于耦合电容的EVT。与传统的电压互感器相比，这种互感器具有安全性能高、成本相对较低、绝缘性能强、误差小、控制室环境好以及操作相对简单等优点。新型中高压EVT的关键性结构包括：高精度微型电流互感器、耦合电容器以及功率放大器等。高精度电流互感器的英文简称是TA。在工作进程中，新型中高压EVT的高压端是将高精度微型电流互感器和耦合电容器串连在一起，组成绝缘耐高压的结构，这种结构能够有效进行高低压电气的隔离，并且使得高精度微型电流互感器二次电流能够简单地通过铜导线进入控制室，控制室内装有信息处理装置。
二、电压互感器故障探讨
1.回路断线故障产生和处理办法。有功率表出现异常，电压表的显示是零或者是三相电压不相同，电度表没有转动或者是转动的情况比较缓慢，低电压继电器动作。电压互感器回路断线指示灯亮，设备会发出报警声。高压熔断器熔断的时候有可能出现接地的状况，绝缘监视电压比正常的情况要低，可是监视电压表上的显示依然是正常的。回路断线产生的原因一般是电压互感器高、低压侧熔断器出现熔断；回路接头发生松动或者是断线的现象；电压切换回路辅助接点和切换的开关接触不良。
2.低压电路短路故障。低压电路出现短路之后，它的阻抗会降低，仅仅只是副线圈的电阻，造成低压电路电流增高，进而使低压熔断器熔断，影响到表针的正常显示，造成保护误动作。如果低压熔断器容量选择不正确，也很容易导致电压互感器的副线圈烧坏。低压电力短路的时候，通常情况下高压熔断器不会出现熔断的状况，但是电压互感器内部会听见有异常的声响，即使把低压熔断器拿下以后还是不会停止，其它的状况则是跟回路断线的状况一致。
3.高压或者是低压侧一相熔断器熔断问题。当电压互感器高压或者低压侧熔断器一相出现熔断的时候，这个熔断相电压表显示的数值会减小，而未熔断相的电压表显示的数值不会太高。高压或者是低压侧一相熔断器熔断问题产生的主要原因是，电压互感器超过正常负荷的运行；还有低压电路短路和高压电路相间短路以及出现铁磁谐振与熔断器日久磨损等原因。
4.有关电磁式电压互感器的铁磁谐振问题故障。铁磁谐振问题故障出现的条件是，在中性点不接地系统中，因为出现单相接地或者是变压器向母线充电的时候，电压互感器的电感与母线、线路的电容产生了振荡回路，导致铁磁谐振问题故障产生。它的具体表现状况有，因为铁磁谐振而引发三相、两相和单相对地电压增大，或者是因为低频摆动而造成很大的零序电压分量与错误的接地指示，进而在电压互感器找中出现过电流，导致三相电压熔断器熔断，更造成电压互感器的毁坏。另外，还会将变压器或者是短路器的套管造成闪络和损坏，而避雷器也发生爆炸。根据实际检测显示的结果，在35Kv电网中电压互感器铁磁谐振过电压可以达到3.5倍，而大部分的分次谐波过电压只是达到了两倍相电压左右，可是因为在低频下电压互感器更容易饱和，因此在互感器中通过的电流可以达到额定励磁电流的100倍，会造成熔丝熔断或者导致电压互感器的过热和冒油以及烧毁，更有甚者，可能会出现爆炸现象。
5.如果发现有下面这些问题故障的时候，应当要及时的停止使用电压互感器。电压互感器一次侧熔断器接连多次发生熔断的现象。电压互感器出现过热的现象。如果出现层间短路或者是接地情况时，熔断器也许不会熔断，导致电压互感器超过运行负荷而产生发热的现象，更严重的是，会发生冒烟起火的状况。如果听见电压互感器的里面有噼啪的声响或者是其它的异常噪声。这些声音都是因为电压互感器的内部出现了短路、接地、夹紧螺丝松动的现象而造成的。电压互感器产生焦味或者是有青烟冒出。绕组跟外壳之间，或者是引出线和外壳之间出现火花放电现象，那么说明电压互感器本体单相接地。
三、电压互感器高压源测定方法
1.利用“HJS1”和“7 1 5 1数字多用表”检定离压源的原理。
我们在检定电压互感器时,同时利用了HJS1的升压功能和标准电压互感器的功能,一次端作为输出端,二次端作为输人端,如果要检高压电源,我们只需利用它的电源变压器功能,把它的一次端作为输人端,标准二次端作为输出端,利用变压器特性,让“HJS1”作为一个降压变压器,原理图如图1所示。当被检高压源输出一个电压Ul测经过变压器T,变压比为n,标准数字多用表就可读出一个数u2,则
:(u3为被测实际值),绝对误差△UU3一Ul。相对误差:
圈1检定高压源原理圈
2.HJS1变比的验证。当HJS1为升压器时,我们设定它的变比为
,作为降压器时,它的变比为。
,n也等于l/o n我们按上图1连接,把C Y 2 6 6 1型耐压测试仪(此表精度为5%,经上级部门检定合格)作为被测高压源。
表1测量数据
从以上数据可以看出,变压比n基本上等于l/n。,如果我们对被测值加以修正后再计算变压比,结果会更加完美。
3.标准偏差(皿复性)计算。按图1连接,把C Y 2 6 6 1型耐压测试仪作为被检高压源,变压器置5 k v档,即变压比n=5000v/100 V,被测仪置5 k v档,电压升到100 0 V,进行1 0次测量。标准偏差:
s<5%/(l/3一l/5)符合要求。
4.误差分析及合成标准不确定度计算。(l)误差来源。①变压器HJS1的不确定度
。②7 1 5 1型数字多用表的不确定度
。③该标准装置的重复性测量所引起的误差s=0.02 6%。④人员误差:包括视差、估差、数据处理及匹配误差,可忽略不计。⑤温度引起的误差,可忽略不计。⑥电源变化引起的误差,可忽略不计。⑦电磁场干扰引起的误差,可忽略不计。(2)合成标准不确定度计算：
5.装置检定与上级部门检定的比对。选用C Y 2 6 6 1耐压测试仪作为被检表,出厂编号为5 2 3,级别为0.5级,用本装置检定结果如下:选5kV档,电压调至1000V,测得值为1 0 0 5.4 1 V,误差为0.1 1%。上级部门检定同一点,测得值为l o 5 0 V,误差为1.0%。从对比结果的差值看,设计方案符合要求。
通过以上试验和对一些技术指标的验证,该标准装置完全可以用于对高压源的测量,这样既节省了经费开支,又拓宽了检定范围。
参考文献：
[1]李琪.自适应光学电流互感器的基础理论研究[j].中国电机工程学报，2016，25(22)：21—26.
[2]吴雨.基于DSP的光电式电流互感器的实用化设计[J].电网技术，2016，26(6)：4648.
论文作者:张盼盼
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
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