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1、1,电磁式互感器的结构与试验,一、电压互感器的结构和分类,1 电压互感器的基本概念 电压互感器是一种专门用作变换电压的特种变压器。工作时，电压互感器 将一次（高压）侧交流电压按照额定电压比转换成可供电侧仪表、继电保护装 置或者控制装置使用的二次（低压）侧电压的变压设备。 根据以上所述，电压互感器的功能与作用可归纳为以下三点： a. 将一次系统的电压信息准确地传递到二次侧相关设备； b. 将一次系统的高电压变换为二次侧的低电压、小电流，使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化，并降低了对二次设备的绝缘要求； c. 将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好地隔离，从而保证了二次
2、设备和人身的安全。,电压互感器原理,u1, n1,u2, n2,2 电压互感器的分类 按照工作原理分为： a. 电磁式电压互感器（全绝缘和半绝缘） b. 电容式电压互感器 c. 数字式光电电压互感器 按照绝缘介质形式分为： a. 固体绝缘电压互感器 b. 油纸绝缘电压互感器 c. SF6气体绝缘电压互感器（主要用于SF6组合电器）,3.1固体绝缘电压互感器 固体绝缘电压互感器以目前常用的环氧浇注绝缘电压互感器最具有代表 性，固体绝缘互感器由于绝缘结构和材料的限制，一般只用于35kV及以下的电 压等级。,3.1.1 环氧浇注绝缘电压互感器的结构,一次接线端子,环氧浇注绝缘,硅橡胶伞裙,一次绕组屏
3、蔽,二次绕组,一次绕组,铁芯,底座安装板,环氧浇注固体绝缘电压互感器的内部结构示意图,高压绕组,低压绕组,铁芯+外壳,C高-低 R高-低,C低-地,R低-地,C高-地,R高-地,环氧浇注固体绝缘电压互感器电气绝缘原理图,3.1.2 环氧浇注绝缘电压互感器的特点 与其他形式的互感器比较，环氧浇注绝缘电压互感器主要有以下优点： a. 少维护-产品投入电网运行后不需要做太多的维护工作。 b. 重量轻-整个互感器中金属部分所占比例较小，相比于同样容量的其 它类型的互感器轻。 c.无油无气、环保清洁-不会因密封不良产生漏油、漏气缺陷污染环境。 d. 安装运输方便-在运输箱中只要固定牢固可以多方位装车运输
4、。 但上述优点必须建立在产品质量优异、运行安全可靠的基础之上。,3.1.3 环氧浇注绝缘电压互感器的常见故障和缺陷 根据多次环氧浇注绝缘电压互感器的实际运行情况，其常见的故障和缺陷主要有以下二点： a. 环氧绝缘炸裂。互感器运行后短时间内（一般不超过1年），在系统电压下出现表面绝缘开裂或者炸裂现象。,案例：某500kV变电站的35kV系统的电容器组使用了国内某厂家生产的环氧浇注绝缘电压互感器，运行半年后，运行人员在一个阴雨天气巡视设备时，近距离听到互感器有表面放电声音，停电后检查发现一只互感器的套管根部出现纵向裂纹，导致放电。,b. 外绝缘表面爬电，造成不可恢复的炭化放电通道 如：某供电单位检
5、修人员在秋季对某变电站内的一箱式变电站进行停电预防性试验时，发现35kV进线干式电压互感器套管表面有表面爬电造成的黑色放电通道，放电痕迹从套管的高压端开始向金属底座发展。分析认为是由于夏季变电站内湿度大，互感器表面绝缘制造不良造成。,3.2 油纸绝缘电压互感器 35kV电磁式电压互感器 110kV电磁式 电压互感器 220kV电磁式 电压互感器,110kV外型及结构示意图,型号: JDCF（6）110W J电压互感器 D单相 C串级式带剩余电压绕组 F 分别有测量与保护用二次绕组 6设计序号 W防污型产品,220kV油纸绝缘电磁式电压互感器的结构,油枕,外绝缘瓷套,底座,3.2.1.2油纸绝缘
6、电磁式电压互感器的结构特点 a.高压绕组首端和末端绝缘水平不一致，采用了分级绝缘方式（首端的绝缘 等级与系统相同，末端的试验电压为交流2000V）。 b.一次绕组采用串级式宝塔形结构，四个绕组自上而下所承受的系统对地电 压逐步降低。 c.内部绝缘支撑架在运行中承受电压作用。其中上铁芯固定点承受3/4相对 地电压，下铁芯固定点承受1/4相对地电压。,3.2.1.3 油纸绝缘电磁式电压互感器的常见故障和缺陷 a. 因内部绝缘支架材质不良或内部进水受潮，导致绝缘支架介质损耗升 高，最终发生绝缘击穿爆炸事故，这样的事故在上个世纪的80年代末期发生的较多。 b. 内部进水受潮或者与绝缘油接触的金属部件加
7、工工艺不良，造成互感器运行后绝缘油中微量水分和色谱时氢气超标。,c. 密封不良或密封老化造成渗漏油缺陷。 d. 使用油纸绝缘电磁式电压互感器的系统，在系统进行操作或发生故障时，易引发铁磁谐振，引起谐振过电压，损坏互感器或与系统相连接的其它设备，导致绝缘事故发生。,3.2.2电容式电压互感器 从安装方式分为以下两种： b.电容分压器与电磁单元组 a.电容分压器与电磁单元分离安装组合式装在一起 复合式（单相单柱式）,3.2.2.1 kV电容式电压互感器基本结构,(1) 电 容 分 压 器 (7)阻 尼 器 (12)接 地 端 (2) 电 磁 单 元 (8)电 容 分 压 器 低 压 (13) 绝
8、缘 油 (3) 高 压 电 容 端 对 地 保 护 间 隙 (14) 电 容 分 压 器 套 管 (4) 中 压 电 容 (9)阻 尼 器 连 接 线 (15)电 磁 单 元 箱 体 (5) 中 间 变 压 器 (10) 一 次 接 线 端 (16)端 子 箱 (6) 补 偿 电 抗 器 (11) 二 次 输 出 端 (17)外 置 式 金 属 膨 胀 器,a. 电容分压器 电容分压器由1到4节套管式电容分压器叠装而成，每节电容分压器单元装有数十只串联而成的膜纸复合介质组成的电容元件，并充以绝缘油密封，高压电容C1和中压电容C2的全部电容元件被装在14节瓷套内，由于它们保持相同的温度，所以由温
9、度引起的分压比的变化可被忽略。,b. 电磁单元 电磁单元包括中间变压器，补偿电抗器以及抑制铁磁谐振的阻尼器。补偿电抗器的电抗值与电容分压器的等值电容在额定频率下的容抗相等，以便在不同的二次负荷下使一次电压和二次电压之间能获得正确的相位和变比 。,3.2.2.2 电容式电压互感器的常见故障和缺陷 a. 渗漏油。包括分压电容器的膨胀器制造质量不良造成的破裂渗漏、端部 法兰密封老化造成的渗漏、电磁单元油位观察窗密封不良造成的渗漏。需 要特别说明的是，电容式电压互感器一旦发现渗漏油要立即退出运行。 b. 分压电容器介质损耗试验超标。主要因内部电容元件制造工艺不良和总 装时真空处理不好造成。 c. 电磁单元内部的补偿电抗器因铁芯松动造成振动大，声音异常。 d. 中压电容接地端子未正常接地或者接地不良造成二次接线盒内部放电。,二、电磁式电压互感器的试验与诊断,电磁式互感器一般需要做的试验项目,绕组的直流电阻测量 绝缘电阻测量 变比和极性检查 空载电流测量 tan (20 kV 及以上油浸式) 倍频感应耐压试验,一般试验的标准化流程,历史数据、初值 设备参数 试验性质 运行工况 确定试验方案,准备阶段,了解试品并确定试验方案,试验物品准备,准备阶段,