CN102323562A - 超、特高压电容式电压互感器误差校验成套装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种超、特高压电容式电压互感器误差校验成套装置，属电容式电压互感器试验设备领域。本发明采用串联谐振原理对电容式电压互感器进行升压操作。本发明中电抗器及标准电压互感器均采用六氟化硫气体绝缘技术，内部放置有屏蔽电极，提高了设备绝缘强度。电抗器及标准电压互感器共用一只绝缘套管实现外绝缘，在内部通过高压导体实现电气连接，避免试验人员以往到高处接线作业的危险，两者共用一套液压升降装置实现设备主体的竖起及放倒操作，解决了以往电抗器及标准电压互感器不方便运输，以及在现场需采用吊车竖起的难题。本发明尤其适用于在超、特高压电站现场，对电容式电压互感器施加工频电压并进行误差检测试验。

Description

超、特高压电容式电压互感器误差校验成套装置

(一)技术领域

本发明超、特高压电容式电压互感器误差校验成套装置，涉及一种电容式电压互感器误差检测设备，主要用于超、特高压电站现场，对电容式电压互感器进行施加工频电压并进行误差检测，属电容式电压互感器试验设备领域。 

(二)背景技术

电容式电压互感器在现场进行误差校验时，试验频率必须在50Hz(或60Hz)的条件下进行。由于电容式电压互感器的电容量比较大，一般为0.005～0.02uF，因此，对试验电源的容量要求就很高，通常为上百千伏安甚至几百千伏安，现场往往难以找到这么大容量的电源，同时因现场运输条件复杂，工频试验变压器等传统升压设备因体积、重量较大，很难满足现场搬运、试验的要求。 

为降低试验电源容量，采用串联谐振原理进行施加电压，在试验回路中串入电抗器，当 $\frac{1}{\mathrm{\ωC}}=\mathrm{\ωL}$ 时， $\frac{1}{2\mathrm{\πfC}}=2\mathrm{\πfL},$ 则 ${\stackrel{\·}{U}}_L=-\stackrel{\·}{U_C},$ ${\stackrel{\·}{U}}_L+\stackrel{\·}{U_C}=0,$ 此时回路达到谐振状态，达到此状态的方法有两种，一种是调节电感L，称为工频谐振；一种是调节频率f，称为变频谐振，针对电容式电压互感器误差测试试验要求，根据国家标准采用工频谐振做升压试验。 

传统的超、特高压电容式电压互感器误差检测设备，一般采用两节或两节以上油浸式或干式电抗器进行谐振升压，再配合单独的标准电压互感器设备进行误差检测，整套设备体积较大，运输也不方便。到电站现场还需到高空接线，增加了试验人员高空作业的危险。油浸式或干式电抗器电场分布不均匀，使用中易出现击穿烧毁。电抗器整体高度较高，不方便过桥梁、涵洞等，如采用分体运输方式，到电站现场还需将每节电抗器通过吊车等工具安装到一起，增加了试验人员的工作强度，试验效率较低。 

(三)发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种超、特高压电容式电压互感器误差校 验成套装置，采用串联谐振原理，通过调节电抗器电感值使试验回路达到谐振状态，实现对电容式电压互感器施加工频电压的要求。标准电压互感器与电容式电压互感器在高压端并联连接，两者通过二次电压比对得出测量误差。电抗器与标准电压互感器通过三通法兰连接到一起，内部采用导体实现电气连接，试验人员不必到高处进行接线，提高了试验人员的安全性。电抗器与标准电压互感器共用一个绝缘套管，结构紧凑，缩小了成套设备体积。电抗器及标准电压互感器整体固定在液压升降装置上，可方便的进行竖起及放倒操作。电抗器及标准电压互感器均采用六氟化硫气体绝缘，在设备内部设置屏蔽电极，使设备电场分布更加均匀，提高了设备的绝缘强度。电抗器及标准电压互感器固定为一体式结构，整体宽度在2.3米以下，运输方便。经过优化设计，成套装置运输中可耐受10倍以上重力加速度的机械冲击，经理论计算，电抗器品质因数Q≥10，标准电压互感器精度等级达0.005-0.1级。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超、特高压电容式电压互感器误差校验成套装置，主要由均压罩(1)、一次接线板(2)、高压导体(3)、绝缘套管(4)、三通法兰(5)、标准电压互感器(6)、连接板(7)、电抗器(8)、激励变压器(9)、调压器(10)、电气控制台(11)、液压平台(12)、液压站(13)、液压缸筒(14)、支架(15)、液压控制柜(16)等组成，其特征是：均压罩(1)安装在一次接线板(2)上端，一次接线板(2)连接在绝缘套管(4)一端，绝缘套管(4)另一端连接到三通法兰(5)上，三通法兰(5)下端分别与标准电压互感器(6)及电抗器(8)上端法兰连接，标准电压互感器(6)及电抗器(8)上端法兰通过高压导体(3)实现电气连接，连接板(7)分别与标准电压互感器(6)及电抗器(8)下端法兰连接，标准电压互感器(6)及电抗器(8)的箱体侧面焊接有一对主轴，三通法兰(5)侧面焊接有一对主轴，调压器(10)的电压输入端接交流电源，调压器(10)的电压输出端与激励变压器(9)的电压输入端连接，激励变压器(9)的电压输出端与电抗器(8)的低压端连接，电气控制台(11)控制调压器(10)的输出端电压，电气控制台(11)显示标 准电压互感器(6)测量的电压值及电抗器(8)的电流值。 

其特征是：电抗器(8)及标准电压互感器(6)内部充六氟化硫气体，两者通过三通法兰(5)连接到一起，在内部通过高压导体(3)实现电气连接。 

其特征是：电抗器(8)及标准电压互感器(6)共用一只绝缘套管(4)。 

其特征是：电抗器(8)及标准电压互感器(4)通过液压升降装置实现竖起与放倒操作。 

本发明的有益效果是，电抗器(8)及标准电压互感器(6)均采用六氟化硫气体绝缘技术，内部放置有屏蔽电极，提高了设备绝缘强度。将电抗器(8)与标准电压互感器(6)通过三通法兰(5)连接到一体，内部采用高压导体(3)实现电气连接，试验人员不必到高处接线，提高了试验人员的安全性。电抗器(8)与标准电压互感器(6)共用一个绝缘套管(4)，两者整体固定在液压升降装置上，可方便的进行竖起及放倒操作，电抗器宽度在2.3米以下，运输方便。 

(四)附图说明

图1是本发明的剖面视图。 

图2是本发明的等效电气原理图。 

图3是本发明的电气接线图。 

图4是电抗器、标准电压互感器放倒示意图。 

图5是电抗器、标准电压互感器竖起示意图。 

图中1.均压罩，2.一次接线板，3.高压导体，4.绝缘套管，5.三通法兰，6.标准电压互感器，7.连接板，8.电抗器，9.激励变压器，10.调压器，11.电气控制台，12.液压平台，13.液压站，14.液压缸筒，15.支架，16.液压控制柜，17.电容式电压互感器。 

(五)具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。 

在图1中，均压罩(1)安装在一次接线板(2)上端，一次接线板(2)连接在绝缘套管(4)一端，绝缘套管(4)另一端连接到三通法兰(5)上，三通法兰(5)下端分别与标准电压互感器(6)及电抗器(8)上端法兰连接，标准电压互感器(6)及电抗器(8)上端法兰通过高压导体(3)实现电气连接，连接板(7)分别与标准电压互感器(6)及电抗器(8)下端法兰连接，标准电压互感器(6)及电抗器(8)的箱体侧面焊接有一对主轴，三通法兰(5)侧面焊接有一对主轴，调压器(10)的电压输入端接交流电源，调压器(10)的电压输出端与激励变压器(9)的电压输入端连接，激励变压器(9)的电压输出端与电抗器(8)的低压端连接，电气控制台(11)控制调压器(10)的输出端电压，电气控制台(11)显示标准电压互感器(6)测量的电压值及电抗器(8)的电流值。 

在图2中，注释文字说明：JB-激励变压器，R-等效电阻，L-等效电感，C-等效电容， -激励变压器两端电压， -等效电阻两端电压， 

-等效电感两端电压， 

-等效电容两端电压， 

-回路电流。本发明采用串联谐振原理，在试验回路中串入电抗器，当 $\frac{1}{\mathrm{\ωC}}=\mathrm{\ωL}$ 时， $\frac{1}{2\mathrm{\πfC}}=2\mathrm{\πfL},$ 则 ${\stackrel{\·}{U}}_L=-\stackrel{\·}{U_C},$ ${\stackrel{\·}{U}}_L+\stackrel{\·}{U_C}=0,$ 此时回路达到谐振状态，在谐振状态时，则有 

此时 

被试品C上获得的容量 

电抗器L上获得的容量S_L＝I²·ωL，激励变的输出容量为S＝U·I＝U_R·I＝I²R，因此，品质因数 因为ωL＞＞R，故Q＞＞1，由此可见，适当地设计回路的品质因数值，则谐振系统可在被试品C上获得Q倍输入电源的容量，可大大降低试验电源的容量。 

在图3中，调压器(10)的电压输入端接交流电源，调压器(10)的电压 输出端与激励变压器(9)的电压输入端连接，激励变压器(9)的电压输出端与电抗器(8)的低压端连接，电抗器(8)的高压端分别与标准电压互感器(6)及电容式电压互感器(17)的高压端连接，激励变压器(9)、标准电压互感器(6)及电容式电压互感器(17)的低压端子并联到一起接地。 

在图4中，电抗器(8)及标准电压互感器(6)箱体侧面的主轴固定到支架(15)上，支架(15)焊接到液压平台(12)上，三通法兰(5)连侧的主轴套装到液压缸筒(14)上端，液压缸筒(14)下端固定在液压平台(12)上，液压站(13)及液压控制柜(16)固定在液压平台(12)上，试验人员通过液压控制柜操作按钮，控制液压电磁阀的不同工作位置，可实现电抗器(8)及标准电压互感器(6)的竖起及放倒操作。 

在图5中，是电抗器(8)及标准电压互感器(6)竖起示意图，在图示状态下，完成对电容式电压互感器的施加工频电压及误差检测试验。 

本发明电抗器(8)壳体、标准电压互感器(6)及三通法兰(5)材料为Q235A钢板或5A02铝板，均压罩(1)材料为5A02铝板，采用旋压加工成型。 

本发明通过试验测试，成套装置整体品质因数Q≥10，标准电压互感器精度等级达0.005-0.1级，可满足超、特高压电站现场对电容式电压互感器施加工频电压及误差检测的试验要求。 

Claims (4)

1.一种超、特高压电容式电压互感器误差校验成套装置，主要由均压罩、一次接线板、高压导体、绝缘套管、三通法兰、标准电压互感器、连接板、电抗器、激励变压器、调压器、电气控制台、液压平台、液压站、液压缸筒、支架、液压控制柜等组成，其特征是：均压罩安装在一次接线板上端，一次接线板连接在绝缘套管一端，绝缘套管另一端连接到三通法兰上，三通法兰下端分别与标准电压互感器及电抗器上端法兰连接，标准电压互感器及电抗器上端法兰通过高压导体实现电气连接，连接板分别与标准电压互感器及电抗器下端法兰连接，标准电压互感器及电抗器的箱体侧面焊接有一对主轴，三通法兰侧面焊接有一对主轴，调压器的电压输入端接交流电源，调压器的电压输出端与激励变压器的电压输入端连接，激励变压器的电压输出端与电抗器的低压端连接，电气控制台控制调压器的输出端电压，电气控制台显示标准电压互感器测量的电压值及电抗器的电流值。

2.根据权利要求1所述的一种超、特高压电容式电压互感器误差校验成套装置，其特征是：电抗器及标准电压互感器内部充六氟化硫气体，两者通过三通法兰连接到一起，在内部通过高压导体实现电气连接。

3.根据权利要求1所述的一种超、特高压电容式电压互感器误差校验成套装置，其特征是：电抗器及标准电压互感器共用一只绝缘套管。

4.根据权利要求1所述的一种超、特高压电容式电压互感器误差校验成套装置，其特征是：电抗器及标准电压互感器通过液压升降装置实现竖起与放倒操作。 

Images