專利名稱：一種電磁式電壓互感器感應(yīng)耐壓測試系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電磁式電壓互感器感應(yīng)耐壓測試系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)設(shè)備中，電壓互感器是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，其作用是 將高壓信號轉(zhuǎn)換成低壓信號，可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)、電能計量，反映電氣設(shè)備的 運行狀況等等。根據(jù)組成結(jié)構(gòu)的不同，電壓互感器可以分為電容式電壓互感器和電磁式電 壓互感器。其中，電磁式電壓互感器根據(jù)電磁感應(yīng)原理，將高壓信號轉(zhuǎn)換成公計量和繼電保 護(hù)用的電壓信號。為了節(jié)約制造成本，高壓的電磁式電壓互感器多采用分級絕緣的串級式 絕緣結(jié)構(gòu)。電磁式電壓互感器主要應(yīng)用于GIS (Gas Insulated Switchgear，氣體絕緣變電 站)，GIS將除變壓器以外的所有電力設(shè)備聯(lián)接在一起，并全部封閉在接地的金屬外殼內(nèi)， 殼內(nèi)充以一定壓力的SF6(六氟化硫)作為絕緣和滅弧介質(zhì)。GIS具有占地面積小、可靠性 高、檢修周期長、絕緣不受大地環(huán)境的影響等優(yōu)點，因此電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。為了保證GIS能夠安全、穩(wěn)定可靠地運行，GIS設(shè)備對于性能的要求很高，特別是 對于絕緣性能的要求。電磁式電壓互感器作為GIS中的重要設(shè)備，其絕緣性能的檢測自然 也尤為重要。在安裝時，對GIS用電磁式電壓互感器進(jìn)行感應(yīng)耐壓測試，是檢驗其絕緣性能 最重要也是最有效的手段。通過對現(xiàn)有技術(shù)的研究，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在對電磁式電壓互感器進(jìn)行現(xiàn)場感應(yīng)耐壓 測試時，隨著電壓的升高，流過次級繞組的電流會變得很大，受截面的影響，次級繞組通常 無法承受如此大的電流，使得電壓互感器的現(xiàn)場感應(yīng)耐壓測試無法完成。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電磁式電壓互感器感應(yīng)耐壓測試系統(tǒng)及 方法，以解決電磁式電壓互感器現(xiàn)場感應(yīng)耐壓測試時，通過次級繞組的電流過大的問題，技 術(shù)方案如下本發(fā)明提供了一種電磁式電壓互感器感應(yīng)耐壓測試系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括電磁式電 壓互感器、電壓輸出裝置和感性負(fù)載；所述電磁式電壓互感器包括初級繞組和次級繞組，所述次級繞組包括加壓繞組和 第一非加壓繞組；所述加壓繞組連接電壓輸出裝置，所述電壓輸出裝置的輸出電壓值可調(diào)；所述非加壓繞組連接感性負(fù)載。應(yīng)用上述提供的裝置，本發(fā)明還提供了一種電磁式電壓互感器感應(yīng)耐壓測試方 法，該方法包括開啟所述電壓輸出裝置，將輸出電壓值調(diào)至加壓繞組的感應(yīng)耐壓值，如果所述電磁式電壓互感器的絕緣介質(zhì)在規(guī)定的耐壓測試時間內(nèi)沒有被擊穿，則該電磁式電壓互感器 通過感應(yīng)耐壓測試；其中，所述加壓繞組的感及耐壓^初級繞組與加壓繞組麵數(shù)比。應(yīng)用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，在電磁式電壓互感器的次級繞組加入一個感性負(fù) 載，以便對由一次雜散電容引起的容性電流進(jìn)行補(bǔ)償，從而降低次級繞組中流過的電流，使 得感應(yīng)耐壓測試能夠順利完成，進(jìn)而完成對電磁式電壓互感器絕緣性能的檢測。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電磁式電壓互感器感應(yīng)耐壓測試示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的電磁式電壓互感器感應(yīng)耐壓測試示意圖；圖3為本發(fā)明實施例的另一種種電磁式電壓互感器感應(yīng)耐壓測試示意圖；圖4為實現(xiàn)本發(fā)明方法具體實施例二的流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒?發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實 施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。電磁式電壓互感器作為GIS中的重要設(shè)備，其絕緣性能是一個非常重要的性能指 標(biāo)。電磁式電壓互感器的絕緣性能主要依賴于繞組內(nèi)的絕緣介質(zhì)，由于這些介質(zhì)在實際生 產(chǎn)時很難保證100%的純凈度，難免混含固體雜質(zhì)、氣泡或水分等，生產(chǎn)過程中也會受到不 同程度的損傷。電磁式電壓互感器工作時，場強(qiáng)集中在這些缺陷處，長期負(fù)載運作的升溫又 會降低絕緣介質(zhì)的擊穿電壓，最終可能導(dǎo)致絕緣介質(zhì)的擊穿和整個電磁式電壓互感器的損 壞。為避免上述問題，在電磁式電壓互感器出廠時以及現(xiàn)場安裝之前，都需要對其進(jìn) 行絕緣性能的檢測。感應(yīng)耐壓測試是給電磁式電壓互感器施加2倍于額定電壓以上的電 壓，可在絕緣介質(zhì)缺陷處建立更高更集中的場強(qiáng)，繞組匝間、層間和段間的電壓達(dá)到并超過 電介質(zhì)缺陷處的擊穿電壓，能夠可靠地檢測出電磁式電壓互感器縱絕緣性能的好壞。對于生產(chǎn)廠家而言，由于有專用的大容量測試設(shè)備，因此可以很容易實現(xiàn)直接對 電磁式電壓互感器的初級繞組(高壓繞組)加壓。而在現(xiàn)場安裝時，由于沒有專用的測試 設(shè)備，因此通常采用對次級繞組(低壓繞組)加壓的方式，然后通過變比換算初級繞組的電 壓值，要求初級繞組電壓滿足規(guī)程要求。然而，在對電磁式電壓互感器進(jìn)行現(xiàn)場感應(yīng)耐壓測 試時，隨著電壓的升高，流過次級繞組的電流會變得很大，受截面的影響，次級繞組通常無 法承受如此大的電流，也就是說，在能夠檢測出絕緣介質(zhì)的缺陷之前，次級繞組就會先出現(xiàn)故障，使得電磁式電壓互感器的現(xiàn)場感應(yīng)耐壓測試無法完成?，F(xiàn)有的電磁式電壓互感器現(xiàn)場感應(yīng)耐壓測試的示意圖如圖1所示，110為初級繞組，120為次級繞組，電壓輸出裝置Vo的輸出電壓加在次級繞組120的兩端，通過將輸出電 壓值調(diào)至次級繞組120的感應(yīng)耐壓值，持續(xù)一段時間后，完成耐壓測試。由于結(jié)構(gòu)的影響，電磁式電壓互感器的初級繞組側(cè)對地有一個雜散電容Cx，參見 圖1所示，這個雜散電容在GIS中更為明顯。受到雜散電容的影響，在對電磁式電壓互感器 進(jìn)行現(xiàn)場感應(yīng)耐壓時，加壓的次級繞組120所流過的電流會很高，會超過次級繞組截面的 承受能力，導(dǎo)致現(xiàn)場感應(yīng)耐壓測試無法正常完成。為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是在電磁式電壓互感器的次級繞組側(cè) 加入一個感性負(fù)載L。參見圖2所示，在次級繞組121上連接感性負(fù)載L，感性負(fù)載L可以 對由雜散電容所引起的容性電流進(jìn)行補(bǔ)償，在感應(yīng)耐壓測試過程中，降低加壓次級繞組120 中流過的電流，使感應(yīng)耐壓測試能夠順利完成。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合具體實施方式
對本 發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實施例一應(yīng)用上述提供的電磁式電壓互感器感應(yīng)耐壓測試系統(tǒng)，本發(fā)明所提供的電磁式電 壓互感器感應(yīng)耐壓測試方法如下首先確保斷開電磁式電壓互感器與主回路(例如GIS主回路)的連接，然后按照 圖2所示連接電路。開啟所述電壓輸出裝置Vo，將輸出電壓值調(diào)至加壓繞組的感應(yīng)耐壓值， 如果所述電壓互感器的絕緣介質(zhì)在規(guī)定的耐壓測試時間內(nèi)沒有被擊穿，則完成感應(yīng)耐壓測 試；其中，初級繞組110與次級繞組120的感應(yīng)耐壓值的比值等于初級繞組110與次 級繞組120的匝數(shù)比。以額定電壓220kV GIS用電磁式電壓互感器為例，其出廠耐壓值為 460kV，根據(jù)國標(biāo)GB50150(電氣安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定，對GIS用電磁式電 壓互感器的感應(yīng)耐壓測試值為出廠值耐壓值的80%，即460X80%= 368kV。再通過匝數(shù)比 變換，即可得到加在次級繞組120上的感應(yīng)耐壓值，例如初級繞組110與次級繞組120的匝 數(shù)比為100 1，則需要在次級繞組120上加壓至3. 68kV，以完成感應(yīng)耐壓測試。在實際測試過程中，由于給電壓互感器加的電壓值高于額定電壓，因此可能會導(dǎo) 致鐵芯飽和，為避免該問題，可以采用提高Vo輸出電壓頻率的方法。例如，給電壓互感器加 2倍于額定電壓的電壓值時，應(yīng)將Vo輸出電壓頻率提高至額定頻率的2倍頻。當(dāng)然，也可以 提高至更高的頻率，較高的頻率又可以降低固體電介質(zhì)的擊穿電壓，使得絕緣缺陷更容易 被擊穿，從而更加有效實現(xiàn)對電壓互感器絕緣性能的檢測。耐壓測試時間的長短可根據(jù)具體測試需求來設(shè)定，一般的測試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如果 Vo輸出的電壓頻率小于IOOHz，則耐壓測試時間至少為60s，如果Vo輸出的電壓頻率大于 100Hz，則耐壓測試的時間應(yīng)至少為60X 100/f，其中f表示Vo實際輸出的電壓頻率。例如 在耐壓測試過程中，Vo輸出電壓為三倍頻(150Hz)，那么，耐壓測試時間即為60X100/150 =40s。也就是說，從電壓互感器開始承受耐壓測試電壓計起，如果電壓互感器的絕緣介質(zhì) 在不小于40s的時間內(nèi)沒有被擊穿，則認(rèn)為該電壓互感器通過了感應(yīng)耐壓測試。在加壓過程中，還可能會出現(xiàn)諧振現(xiàn)象，造成設(shè)備運轉(zhuǎn)不正常。為避免該問題，還可以在電磁式電壓互感器的另外一個非加壓次級繞組中接入一個消諧器，如圖3所示，在 次級繞組122上連接一個電阻R，此電阻可以有效地抑制加壓過程中可能出現(xiàn)的諧振，使感 應(yīng)耐壓測試能夠順利完成。實施例二 應(yīng)用實施例一所述的方法，感性負(fù)載L可以容性電流進(jìn)行補(bǔ)償，從而有效地減小次級繞組120中流過的電流。為了更準(zhǔn)確地保證在感應(yīng)耐壓測試時，流經(jīng)次級繞組120的 電流不超過其最大電流承受值，本實施例提供另一種感應(yīng)耐壓測試方法，參見圖4所示，包 括以下步驟S201，調(diào)整電壓輸出裝置Vo，使其輸出一個較小的電壓值。在本實施例中，并不直接將Vo的輸出電壓調(diào)至次級繞組120的感應(yīng)耐壓值，而是 先令Vo輸出一個較小的電壓值VI，Vl不超過次級繞組120的額定電壓即可。S202，測量流經(jīng)加壓繞組的電流值；計算當(dāng)輸出電壓值調(diào)至加壓繞組的感應(yīng)耐壓 值時，流經(jīng)加壓繞組的電流值。首先測量當(dāng)輸出電壓為Vl時，流經(jīng)次級繞組120的電流值Il ；由于次級繞組120的感應(yīng)耐壓值已知(設(shè)其為Vn)，因此可以計算出當(dāng)Vo的輸出 電壓值加至Vn時，流經(jīng)次級繞組120的電流值In <formula>formula see original document page 6</formula>S203，判斷計算結(jié)果是否超過加壓繞組的最大電流承受值，如果否，執(zhí)行S204 ；如 果是，執(zhí)行S205。S204，將輸出電壓值調(diào)至加壓繞組的感應(yīng)耐壓值進(jìn)行耐壓測試。如果計算出的In沒有超過次級繞組120的最大電流承受值，說明可以安全地將Vo 的輸出電壓調(diào)至次級繞組120的感應(yīng)耐壓值，并進(jìn)行后續(xù)的感應(yīng)耐壓測試。S205,降低感性負(fù)載的電感值，返回步驟S202。如果計算出的In沒超過了次級繞組120的最大電流承受值，說明將Vo的輸出電 壓調(diào)至次級繞組120的感應(yīng)耐壓值時，流經(jīng)次級繞組120的電流依然會超過其最大電流承 受值，此時應(yīng)該增加降低負(fù)載L的電感值，以便對容性電流進(jìn)行更大程度的補(bǔ)償。重新執(zhí)行 步驟S202及S203，直到計算出的In值小于次級繞組120的最大電流承受值，再繼續(xù)執(zhí)行 S204進(jìn)行耐壓測試。在實際測試過程中，感性負(fù)載L可以使用可調(diào)電感器實現(xiàn)，每次以一定的量(例如 ImH)進(jìn)行減量調(diào)節(jié)，從而能夠在較合適的負(fù)載下，實現(xiàn)流經(jīng)次級繞組120的電流不超過其 最大電流承受值的需求。在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側(cè)重，某個實施例中沒有詳述的部 分，可以參見其他實施例的相關(guān)描述。以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對 于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn) 和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種電磁式電壓互感器感應(yīng)耐壓測試系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括電磁式電壓互感器、電壓輸出裝置和感性負(fù)載；所述電磁式電壓互感器包括初級繞組和次級繞組，所述次級繞組包括加壓繞組和第一非加壓繞組；所述加壓繞組連接電壓輸出裝置，所述電壓輸出裝置的輸出電壓值可調(diào)；所述非加壓繞組連接感性負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述次級繞組還包括第二非加壓繞組，所 述第二非加壓繞組連接消諧器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述感性負(fù)載的電感值可調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓輸出裝置的輸出電壓頻率大 于標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓輸出裝置的輸出電壓頻率為標(biāo) 準(zhǔn)輸出電壓頻率的整數(shù)倍。
6.一種電磁式電壓互感器感應(yīng)耐壓測試方法，其特征在于，應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的 系統(tǒng)，所述測試方法包括開啟所述電壓輸出裝置，將輸出電壓值調(diào)至加壓繞組的感應(yīng)耐壓值，如果所述電磁式 電壓互感器的絕緣介質(zhì)在規(guī)定的耐壓測試時間內(nèi)沒有被擊穿，則該電磁式電壓互感器通過 感應(yīng)耐壓測試； 其中，所述加壓繞組的感應(yīng)耐壓值=<formula>formula see original document page 2</formula>。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在將輸出電壓值調(diào)至加壓繞組的感應(yīng)耐 壓值之前，還包括調(diào)整所述電壓輸出裝置，使其輸出電壓值小于所述加壓繞組的額定電壓，測量流經(jīng)所 述加壓繞組的電流值；根據(jù)所述輸出電壓值及流經(jīng)所述加壓繞組的電流值，計算當(dāng)輸出電壓值調(diào)至加壓繞組 的感應(yīng)耐壓值時，流經(jīng)所述加壓繞組的電流值；判斷所述計算結(jié)果是否超過所述加壓繞組 的最大電流承受值，如果否，則將輸出電壓值調(diào)至加壓繞組的感應(yīng)耐壓值進(jìn)行耐壓測試；如 果是，則降低所述感性負(fù)載的電感值，重復(fù)執(zhí)行該步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述降低感性負(fù)載的電感值，具體實現(xiàn)為以固定的減量對所述感性負(fù)載的電感值進(jìn)行調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電磁式電壓互感器感應(yīng)耐壓測試系統(tǒng)及方法。一種電磁式電壓互感器感應(yīng)耐壓測試系統(tǒng)包括電磁式電壓互感器、電壓輸出裝置和感性負(fù)載；所述電磁式電壓互感器包括初級繞組和次級繞組，所述次級繞組包括加壓繞組和第一非加壓繞組；所述加壓繞組連接電壓輸出裝置，所述電壓輸出裝置的輸出電壓值可調(diào)；所述非加壓繞組連接感性負(fù)載。應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案，能夠在感應(yīng)耐壓測試過程中降低次級繞組中流過的電流，使得感應(yīng)耐壓測試能夠順利完成。
文檔編號G01R31/12GK101806851SQ20101012701
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者印華, 吳高林, 宋偉, 李毅, 林偉, 王勇, 王謙, 白云慶 申請人:重慶電力科學(xué)試驗研究院