万方数据CVT的原理及检定方式初探Pre|．minaryDiscussionPrincipleandMethodforVerificationofCapacityVoltageTransformerthe中阅俄露低表CHINAI应用研究CVT原理及内部结构on1引言电容式电压互感器(CTransformer，CVT)因为具有绝缘裕度大、抗谐振、瞬变相应特性优良、功能多(可代替耦合电容器兼作电力载波通信)等一系列独特的优点，在电力系统中的使用已经越来越广泛，有取代传统的电磁式电压互感器的趋势，特别是在1lOkV及以上等级的系统中已占绝对优势。随着使用高电压等级供电的用户越来越多，CVT的误差及功能检定已经作为一项紧迫任务摆CVT的电气原理图如图l所示。CVT由电容分压器及中压电磁单元组成，其二次侧通常具有计量(al—n1)、测量(a2-n2)、保护(da—dn)三套绕组。一次系统电压首先通过高压电容分压器分压，得到一个lO一20kV的中间电压信号，输入到中压电磁单元后将中压信号变为二次输出电压，提供给计量、测量、保护、通信用。图中，C。、C：分别为高压电容及中压电容，共同组成电容分压器，其数值普遍较大，C。常用的有0．02、O．015、0．011．1F等，一般在CVT的型号中都已标明；中间电压互感器T、补偿电抗器L、保护装置G、阻尼器Z共同组成中间电磁单元。电磁单元中串接电抗器的原因是CVT投入运行后，二次负荷的变化等于改变了分压器的一次阻抗，会造成分压器上一次电压发生相应的波动；同时，二次回路电压较低，电流较大，阻抗电压也将影咱]CVT整体的准确度，而串入的电抗器数值必须与电容匹配，用于补偿电容器的内阻抗，使得二次负载在规定数值内变化时输出电压APPLICATIONRESEARCH到计量人员面前。22009年第4期aPacitYVoltagCVT电气原理圈INSTRUMENTATION困1eAT万方数据△抚=厶×卜，【回(厶+厶)一志】}△阢=厶×{(尼+剐+_7[国(／Jr,+L,n’+厶)一赢】}舭2司丽K矽=抚。+jr×【R+J(溉+‰)】应用研究lCVT的误差分析INSTRUMENTATION中圃慑露低是从本质说，CVT二次电压的获取方式仍为电磁感应，不同的是与之对应的一次电压为系统电压通过分压后得到的中间电压。保护绕组中接入阻尼器Z，这是CVT的一项关键技术，原因是CVT内部电容元件的存在及电感元件的非线性，在一次瞬间合闸及二次侧短路、断开等冲击瞬变作用下，可能产生铁磁谐振，造成中间电压回路中产生大电流及过电压，危及CVT内部及二次仪表的绝缘，甚至造成二次保护的误动作。速饱和电抗型阻尼器串接于保护绕组中，正常运行时阻抗很大，消耗的功率极小，不影响CVT的运行及二次绕组的准确度：谐振发生后迅速饱和，电阻减小，使大电流通过，能够在短时间内消除谐振。由于阻尼器的使用一定程度上降低了CVT的瞬O．8UlN、I．OU，N和1．2UlN而负荷实际上为零的情况下，互感器的二次端子短路后又突然消除短路，其二次电压峰值应在0．5s内恢复到与正常值相差大于10％的CVT的误差与电磁式TV类似，但因带有电容分压元件，也出于稳定电压的目的，容抗及感抗的数值必须满足一定配合关系，所以CVT的误差表现与减少误差的措施也有新的特点，初步分析如下：即为中间电压；中间互感器的电阻及感抗为R，及h。，二次绕组归算至一次阻抗，Z。与zx分别二次负载及阻尼器归算至一次阻抗：U，’为二次归算至一次的电压，将归算阻抗合并，同时忽略励磁电抗，简化后的等值电路及向量图如图3所示。根据简化后的向量图，有：可见：造成KXU与U，’不相等的原因，主要由于电阻电压与剩余电抗(X。一Xc)的压降。具体来说，电磁式的中间电压互感器误差构成了CVT误差的主要部分，包括励磁电抗引起的空载误差及负载支路引起的其中空载误差由励磁电流在一次阻抗上产生的电压降AU。产生，由图2，空载误差的表达式为：它纯粹由CVT内部元件的参数决定，与外接的二负载电流在回路阻抗上产生的阻抗压降△U。引起，表从理论上分析，为降低负载误差，可使X。=Xc，即次电压稳定的基本参数关系。由于CVT绕组二次负载变，即I。不变，降低负载误差的主要途径是减少回路K。因为二次电压是由中间电压转换而来，并非系统实统电压由分压比决定。如果因C，、C：数值变化引起分压APPLICATIONRESEARCH基本稳定。态响应要求，GB／T4703·2001《电容式电压互感器》对CVT的瞬态响应特性有严格的要求：“在电压为电压值”，并将此作为一个出厂时必须实验的性能指标。3设KF(C。／Cl+C2)，为电容分压器的分压比，KXUZ。为励磁电抗；L。为补偿电抗器等值电抗；R：、k：为等值电路图如图2所示。∞lCI+G负载误