摘要：在电力系统工作，电压互感器(Potential Transformer，PT)是非常重要的设备，其安全稳定运行影响着电力系统的安全。在进行倍频感应耐压试验时，其主要的试验原理是在电压互感器的二次绕组上施加励磁电压，其频率大约在200Hz左右，借助于电磁感应能够将一次绕组首端电压提升至试验电压的标准要求范围之内。倍频感应耐压试验主要是为了找出导致电压互感器主绝缘和纵绝缘出现弊端的原因，例如匝间短路，漆膜脱落以及绕线期间出现打结等症状，能够全面预防电压互感器的运行安全性，进一步确保整个电力系统运行安全性。
关键词：电压互感器；倍频感应耐压试验；应用
引言
电磁式电压互感器的倍频感应耐压试验是把频率100～300Hz的励磁电压施加在电压互感器的二次绕组上，通过电磁感应，使一次绕组的首端电压达到试验电压。它主要是检验出电压互感器的缺陷：如露铜、漆膜脱落、匝间短路和绕线时打结等原因造成的主绝缘和纵绝缘方面的缺陷，对电压互感器安全运行方面的问题起到预防作用，保证电力系统的安全运行。
1倍频感应耐压试验的现场实施方法
倍频感应耐压试验通常在电压互感器的二次绕组施加频率高于工频的试验电压，进而在电压互感器的高压侧感应出相应的高压试验电压，达到检验电压互感器绝缘(包含匝间绝缘)的目的。在对电压互感器进行倍频感应耐压试验时，应在电压互感器的高压侧接入电压测试装置，并及时监测高压侧的试验电压，防止高压侧的试验电压超出试验要求，造成电压互感器绝缘损坏。电压互感器倍频感应耐压试验高压侧监测试验电压的接线如图1所示。
图1电压互感器倍频感应耐压试验高压侧监测电压接线
若试验现场不具备高压侧监测试验电压的条件，可从电压互感器的另一个二次绕组进行电压测量，监测试验电压。
电压互感器倍频耐压试验二次侧监测试验电压的接线如图2所示。
图2电压互感器倍频耐压试验二次侧监测电压接线
若现场采用低压侧监测试验电压的方式，因电压互感器为容性设备，则必须考虑容升效应对感应到高压侧试验电压的影响，避免容升效应导致感应到高压侧的试验电压超出试验要求，造成电压互感器的损坏。
考虑容升后的试验电压可按公式（1）进行计算：
式中：US——考虑容升后，修正的低压侧试验电压，V；ux——标准或规程规定的高压侧试验电压，V；K——电压互感器的变比；K′——容升修正系数。按规程规定，倍频感应耐压试验电压为出厂试验电压的80%。
2现场试验的注意事项
(1)为防止试验过程中因谐振等因素造成过电压，必须设置过压和过流保护。过压保护值设定为试验电压的1.15—1.5倍，过流保护值应根据被试绕组额定电流的1.15—1.5倍设定。
(2)试验开始前，必须检查确认高压绕组尾端已可靠接地。
(3)试验开始前，必须检查确认高压绕组和其他非加压二次绕组未首尾短路。
(4)如采用高压侧测量试验电压的方式，在试验开始之前，必须检查并确认高压测试装置已可靠接地。
(5)升压过程应平滑连续，尤其在70%试验电压后，应保持每秒2%试验电压的速度升至最终的试验电压。
(6)应核对电压互感器加压二次绕组的额定电流，试验过程中严禁试验电流超过互感器的二次额定电流。如试验电流确实无法限制在互感器二次绕组的额定电流之内，则必须采取限流措施。
3试验结果的判断依据
(1)在试验过程中，试验电流和试验电压不应发生突变，被试电压互感器不应有放电等异音。
(2)串级式或分级绝缘式(半绝缘)电压互感器应在倍频感应耐压试验前后各进行一次额定电压下的空载试验。空载电流和空载损耗的2次测得值相比不应有明显差别。
(3)对于油浸式电压互感器，在倍频感应耐压试验前后，对电压互感器的油进行色谱分析。2次测得值相比不应有明显差别。
(4)在进行倍频感应耐压试验前后，电压互感器高压侧绕组的绝缘电阻和直流电阻不应发生明显变化。
4电压互感器感应耐压试验方法的优化
4.1试验用倍频电源的优化
现阶段，三倍频发生器是进行耐压试验时需要多次使用电源电源。当将电压施加在一次侧时，将导致变压器的中心过早进入饱和状态，出现励磁现象。在二次侧中，主要是借助于开口三角连接法，负序和正序之间的和为零，因此只能产生3次以上的零序电压。该种发生器具有较大的重量和体系，无法随时进行携带，再加上其在容量方面有较多的限制，存在较大的内阻抗，并且随着负载的不断变化导致其内部感应电动势和高次谐波出现较大的不稳定情况，这样就导致输出电压波形出现畸形变化情况。电源设备的波形和电压在高压试验当中需要全面确保其稳定性，这样才能顺利进行试验。
4.2试验当中方法优化
4.2.1提升补偿电感降低输入电流
进行感应耐压试验时，对电压互感器从二次绕组施加电压，则电压互感器是作为无源二端网络来应用，在进行试验期间，在150Hz频率当中整个回路呈现容性，对感性电流进行增加处理，这样可以使输入回路的电流减少，从而使回路中电流电容也降低。
补偿之前：
I=IR+IL+IC
补偿之后：
I=IR+IL+IC+ILX
完全补偿时：
IL+IC+ILX=0，I=IR
其中：
IR=U/R，IL=U/jwL，ILX=U/jwLX，IC=jwCU
在不补偿条件下，将变频电源的频率提升至150Hz，将电压提升至80V，此时励磁电力的已经超过20A。当电压满足试验条件时，其励磁电流已经超过30A，因此需要对非被加压绕组进行并联的同时对电感进行补偿，目的是使电流降低。利用以下公式可对补偿电感进行计算，不补偿状态下，需要将100V三倍频电压施加到被测互感辅助二次线圈上，此时检测电流的数值为25A，由于小的二次内阻存在于电压互感器中，计算时可忽略。具体计算如下：被测电压互感器的容抗值：
通过以上计算可以得出XC=1.3Ω，XL=2.1Ω，电感量L=2.25mH。
4.2.2降低电压互感器变比，降低励磁电流
试验设备容量较小时，为了减少输出电流，需要首尾串联二次线圈，并且对电压互感器的变比进行降低。在实际试验期间，在串联绕组时需要注重准确级，变比，容量的一致性。
4.2.3降低电压互感器变比和补偿电抗
在对试验过程进行现场调节时，可能会出现利用非被测试绕组施加补偿电抗方式都无法满足试验电压要求，在实际试验期间需要同时使用以上两种方式。在对某220kV电压互感器进行感应耐压试验时，需要将电压互感器的二次绕组进行串联励磁，将其他绕组进行尾端接地处理，同时对二次绕组进行串联，并且补偿电抗器，这样就能够使绕组满足感应耐压试验当中的电压要求。
结语
电压互感器的倍频感应耐压试验是一项试验电压高技术要求严格的试验，在其能有效检验电压互感器是否存在绝缘缺陷的同时，也容易因操作或考虑不当而导致电压互感器的损坏。故在对电压互感器进行倍频感应耐压试验时，应充分考虑容升、试验频率以及试验时间等因素，确保倍频感应耐压试验的顺利开展。
参考文献:
[1]董国震．分级绝缘电压互感器倍频感应耐压试验的分析[J]．高压电器，2007，43(3)：235-236.
[2]丁苏．一起电流互感器耐压击穿事故分析[J]．电力安全技术，2012，14(6)：34.
[3]肖永，潘，杨帆，等．110kVGIS电磁式电压互感器三倍频感应耐压试验[J]．电力自动化设备，2011，31(11)：139-142.
论文作者:黄锋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：电压互感器论文; 电压论文; 耐压论文; 绕组论文; 感应论文; 倍频论文; 高压论文; 《电力设备》2018年第24期论文;