互感器的结构

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，从而保证了二次设备和人身的安全。电压互感器原理u1,n1u2,n2u2=xu1n2n1主绝缘二次绕组铁芯一次绕组套管高压引出线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。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。运行中出现的绝缘裂纹运行中炸裂的外绝缘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）－110WJ－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纸板一次绕组A段B段C段辅助二次基本二次D段铁芯柱铁扼纸绝缘端圈绝缘纸板静电屏软角环平衡绕组图二线圈绝缘示意图内静电屏3.2.1.2油纸绝缘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）3.2.2.1１１０kV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1～4节瓷套内，由于它们保持相同的温度，所以由温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•tanδ(20kV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序号名称数量1试验电源（带漏电保护器）1套2放电棒1支3安全围栏、标示牌4组4试验所用仪器5现场原始记录本1本6试验用附件及连线10根准备阶段