專利名稱：一種220kv耦合電容器電容量和介質損耗值的測試方法
技術領域：
本發明涉及220KV高壓變電站的常規檢修的方法，具體說是一種220KV耦合電容 器電容量和介質損耗值的測試方法。
背景技術：
傳統220KV及以上電壓等級變電站里的220KV耦合電容器電容量和介質損耗值的 測試方法是拆除高壓引線，換測量引線的測試。傳統的測量原理如下目前，傳統方法測量220KV耦合電容器電容量和介質損耗值時，對于上、下兩節均 采用正接線方法進行，原理如圖1、2所示，試驗前須先拆開第一搭接點1和第三搭接點3，使高壓引線與第一搭接點1斷開， 然后利用介質損耗測試儀分別對上下節進行測量。此時，對耦合電容器的上下節電容器電 容量測量都采用正接線方法，介質損耗測試儀在第一搭接點1和第二搭接點2間測量出上 節的電容量值為C1和介質損耗角正切值為tan δ工，介質損耗測試儀在第二搭接點2和第三 搭接點3間測量出下節的電容量值為(2和介質損耗角正切值為tan δ 2。可見耦合電容器傳 統測量方法既要拆除高壓引線又要更改測量接線，不僅在檢修人員有限的情況下，預防性 試驗時間較長，不利于快速檢修，同時拆除高壓引線對檢修人員也是一種潛在的安全隱患。 所述正接線方法進行測量(正接法測量)是指按圖4所示方式接線，介質損耗測試儀通過 儀器高壓端芯線和儀器CX端芯線測量數據。其存在的缺點是1、由于220KV耦合電容器通常都分布在變電站的邊沿，升降車無法進入；2、耦合電容器高壓引線高、粗、長、重，在非全站停電時感應電壓很高，所以在停電 時間短、人員有限的情況下，要拆除高壓引線進行試驗是很難實現的；3、測試過程中要多次更換測量接線，即延長檢修時間又易使測試結果不準確；加 上電場及空間干擾的引入，使試驗數據的分散性增大、準確度下降，不能準確判斷設備的絕 緣狀況。
發明內容
針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種220KV耦合電容器電容 量和介質損耗值的測試方法，不拆高壓引線測量；不換測量引線測量；同時測量上下兩節 電容器的電容量和介質損耗值。為達到以上目的，本發明采取的技術方案是一種220KV耦合電容器電容量和介質損耗值的測試方法，其特征在于，包括以下 步驟將與設備本體連接的220kV線路通過接地閘刀接地，使設備處于檢修狀態，將高壓線芯線接至被試耦合電容器的第二搭接點2，將儀器CX端芯線接至被試耦合電容器的第三搭接點3，
高壓線芯線將流過上下節電容器的總電流向量值I信號引入介質損耗測試儀的 “高壓”端，介質損耗測試儀的測量端“C/’測出流過下節電容器的電流向量值Ic2，則流過上 節電容器的電流向量Ia為I與Ic2的向量差，再通過與流過標準電容器的電流的幅值和相位的比較，且試驗中電壓的幅值和相 位不變，即測量出上下節電容器量和介質損耗。在上述技術方案的基礎上，所述儀器CX端芯線為一根專用線纜的芯線，儀器CX端 芯線連通介質損耗測試儀的Cx端子和第三搭接點3測取信號。在上述技術方案的基礎上，所述專用線纜為高壓電纜，雙屏蔽結構，兩層屏蔽之間 至少能承受15kV外層接地，內層有高壓，測量時可拖地。本發明所述的220KV耦合電容器電容量和介質損耗值的測試方法，好處和優點如 下(1)上下節電容的介質損耗和電容量測試一次完成；(2)將電場及空間干擾降到了最小，提高了測量準確度；(3)完成測量的時間比原來的常規法減少了 2/3以上(以一相計算)；(4)節省了人力、物力的使用量(原來拆引線至少需要3個檢修人員及1部升降 車，改進后只需3個檢修人員，不需要升降車)。(5)有效杜絕了耦合電容器介質損耗測試帶來的登高危險、感應電傷害和機械傷 害，進一步降低了高壓試驗自身危險和對測試人員生命潛在傷害的風險。
本發明有如下附圖圖1耦合電容器上節測試接線，圖2耦合電容器下節測試接線，圖3耦合電容器不拆頭測試接線(低壓屏蔽法測量)，圖4正接法測量接線示意圖，圖5反接法測量接線示意圖，圖6低壓屏蔽法測量接線示意圖，圖7異頻電源原理框圖，圖8光脈沖調制解調高壓隔離電路框圖，圖9傅立葉變換頻譜分析法測量系統框圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。在現場進行220KV及以上耦合電容器介質損耗、電容量測試時，因為高壓引線通 過第一搭接點1與設備本體連接，所以當設備處于檢修狀態時，需要通過接地閘刀接地。第 三搭接點3很方便拆開。現有技術中，反接法測量接線如圖5所示，介質損耗測試儀通過儀 器高壓端芯線測量數據，被試耦合電容器一端與儀器高壓端芯線連接，另一端需要通過接 地閘刀接地。綜合上述情況，本發明采用低壓屏蔽法進行測量，如圖3、6所示，本發明所述的220KV耦合電容器電容量和介質損耗值的測試方法，包括以下步驟將與設備本體連接的220kV線路通過接地閘刀接地，使設備處于檢修狀態，將高壓線芯線(儀器高壓端芯線)接至被試耦合電容器的第二搭接點2，所述第二 搭接點2為高壓端點，將儀器CX端芯線接至被試耦合電容器的第三搭接點3，所述儀器CX端芯線為一根 專用線纜的芯線，儀器CX端芯線連通介質損耗測試儀的Cx端子和第三搭接點3測取信號，高壓線芯線將流過上下節電容器的總電流向量值I信號引入介質損耗測試儀的 “高壓”端，介質損耗測試儀的測量端“C/’測出流過下節電容器的電流向量值Ic2，則流過上 節電容器的電流向量Ia為I與Ic2的向量差，再通過與流過標準電容器的電流的幅值和相位的比較，且試驗中電壓的幅值和相 位不變(電壓指的是介質損耗測試儀的“高壓”端輸出的電壓，即加在被試耦合電容器的第 二搭接點2的電壓)，即測量出上下節電容器量和介質損耗，實現不拆高壓引線，不換測量 引線測量。介質損耗測試儀自動完成“測量出上下節電容器量和介質損耗”工作。在上述技術方案的基礎上，所述專用線纜為高壓電纜，雙屏蔽結構，兩層屏蔽之間 至少能承受15kV外層接地，內層有高壓，測量時可拖地。測試關鍵技術為了實現現場強大的工頻干擾下干擾耦合電容器介質損耗和電容量準確測量， 且上節電容器電容量在正反接法測量結果基本相同，本文所用的自動介質損耗測試儀 AI-6000F采用變頻技術和傅立葉變換數字濾波技術實現強電場干擾和不拆引線下的介質 損耗測量，其主要原理有三部分組成異頻電源技術、高壓端信號取樣隔離技術、信號變換 處理技術。1異頻電源技術通過交直交變頻電路和高壓升壓變壓器實現異頻電源，如圖7所示。該部分包括 AC-DC-AC功率變換主電路、IGBT驅動電路和電壓取樣與調節電路。AC-DC-AC功率變換主電 路采用流行的IGBT功率開關與SPWM控制技術獲得低失真度的正弦波；IGBT驅動電路將單 片機控制系統輸出的SPWM脈沖信號轉換成IGBT器件要求的驅動脈沖信號；電壓取樣電路 將變頻電源的輸出電壓反饋給單片機控制系統，再經調節電路形成一個動態的反饋調節電 壓，以實現閉環穩壓控制；變頻電源還需將其輸出頻率反饋回單片機系統，實現同步采樣。2高壓端信號取樣隔離技術為了實現高壓端電流和電壓信號低失真的取樣隔離，特別是反接法時，高共模干 擾電壓下的介質損耗和電容量的準確測量，本文采用光脈沖調制解調高壓隔離法，如圖8 所示。取樣電路輸出的電流或電壓取樣信號分別為iv或uv，隔離解調后的信號分別為iv’ 或uv’。V-F調頻電路在高壓端將取樣模擬信號轉換為調頻脈沖信號；并通過“電/光脈沖 發射”電路發送紅外線光脈沖，在低壓端“光/電脈沖接收”電路接收此光脈沖信號，使之轉 換為電脈沖信號；最后“PLL鎖相解調”電路還原取樣模擬信號。這樣就實現了高壓端到低 壓端的電隔離。對電流通道和電壓通道采用相同的電路結構和相同的電路參數，則隔離后 在低壓端得到的信號iv和Uv相對于iv’和uv’具有相同的延遲，其相對相位關系不變。3信號變換處理技術從試品上采樣得到的電壓、電流數據進行傅立葉變換，從而得到電壓、電流基波的相位和幅值，進而由復導納定義求得試品的介質損耗和電容量，具體推導過程見文獻 (李順堯《220kV CVT不拆線試驗時電容值誤差分析與計算》[J]高壓電器，2006，42 (6) 468-469)。該方法測量系統如圖9所示。
權利要求
1.一種220KV耦合電容器電容量和介質損耗值的測試方法，其特征在于，包括以下步驟將與設備本體連接的220kV線路通過接地閘刀接地，使設備處于檢修狀態， 將高壓線芯線接至被試耦合電容器的第二搭接點0)， 將儀器CX端芯線接至被試耦合電容器的第三搭接點(3)，高壓線芯線將流過上下節電容器的總電流向量值I信號引入介質損耗測試儀的“高 壓”端，介質損耗測試儀的測量端“Cx”測出流過下節電容器的電流向量值Ic2，則流過上節 電容器的電流向量Ia為I與Ic2的向量差，再通過與流過標準電容器的電流的幅值和相位的比較，且試驗中電壓的幅值和相位不 變，即測量出上下節電容器量和介質損耗。
2.如權利要求1所述的220KV耦合電容器電容量和介質損耗值的測試方法，其特征在 于所述儀器CX端芯線為一根專用線纜的芯線，儀器CX端芯線連通介質損耗測試儀的(^端 子和第三搭接點( 測取信號。
3.如權利要求2所述的220KV耦合電容器電容量和介質損耗值的測試方法，其特征在 于所述專用線纜為高壓電纜，雙屏蔽結構，兩層屏蔽之間至少能承受15kV外層接地，內層 有高壓，測量時可拖地。
全文摘要
本發明涉及一種220KV耦合電容器電容量和介質損耗值的測試方法，將與設備本體連接的220kV線路通過接地閘刀接地，將高壓線芯線接至被試耦合電容器的第二搭接點，將儀器CX端芯線接至被試耦合電容器的第三搭接點，高壓線芯線將流過上下節電容器的總電流向量值I信號引入介質損耗測試儀的“高壓”端，介質損耗測試儀的測量端“CX”測出流過下節電容器的電流向量值IC2，則流過上節電容器的電流向量IC1為I與IC2的向量差，再通過與流過標準電容器的電流的幅值和相位的比較，且試驗中電壓的幅值和相位不變，即測量出上下節電容器量和介質損耗。本發明所述的測試方法，不拆高壓引線測量；不換測量引線測量；同時測量上下兩節電容器的電容量和介質損耗值。
文檔編號G01R27/26GK102116803SQ201010603248
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月24日 優先權日2010年12月24日
發明者夏曉波, 戴瑞海, 李武, 林堅, 林琳, 陳建勝, 陳植, 陳謝杰, 陳達, 顏軍敏, 馬明, 黃銳 申請人:溫州電力局