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DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.056
摘 要：在电力系统中，测量用高压电压互感器准确与否直接影响到电能量的计量与电费结算，而常规的电压互感器现场校验方法需要的设备笨重不便，不利于现场校验，通过电压互感器现场校验车能够实现现场校验集中控制、灵活作业，该文针对1 000 kV电压互感器现场校验车提出一套专用的充气式串级升压变压器装置研制方案，用于电压互感器现场校验的升压操作。经过对升压设备各部分的技术参数分析及现场升压测试，实现了设计的预期目标，验证了该方案的合理性。
关键词：现场校验 串级升压变压器 补偿电抗器
中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（b）-0056-03
测量用高压电压互感器是电力系统中实现电能计量的关键设备之一，其计量准确与否直接影响到电能量的计量与电费结算。电压互感器的现场校验，是在设备停电的情况下，在安装地点接入标准互感器和升压设备，通三相电源或单相电源，用互感器校验仪测出被校互感器的误差。常规校验方法需要的设备大且笨重，不利于现场校验。电压互感器现场校验车将电压互感器现场校验装置与专门设计并具备机械化装备及辅助功能特种车辆的相互结合，实现了电力互感器现场校验的机动化、集约化、智能化[1-3]。将互感器校验的所有仪器设备集中于车辆内部，配合举升平台等机械装备方便、灵活完成电力互感器的现场作业，通过计算机与集成控制软件可以对校验设备进行集中控制，可以实现互感器校验的全自动操作。该文针对1 000 kV电压互感器现场校验车提出一套完整的专用充气式串级升压变压器装置研制方案，用于电压互感器现场校验的升压操作。
1 充气式串级变压器升压装置简介
1 000 kV电压互感器现场校验车的升压设备采用串级变配合补偿电抗器，实现在电压互感器的现场校验中升压的功能。其中串级变压器即串级升压变压器，由串级升压变压器上级、串级升压变压器下级两部分组成。电抗器是常用于超高压长距离输电线路补偿的设备，用于补偿输电线路对地电容所产生的充电功率，以抑制工频过电压[4]。
2 充气式串级变压器升压装置设计方案
1 000 kV电压互感器现场校验车专用充气式串级变升压装置的原理示意图如图1所示。串级升压变压器装置的技术参数如下：调压器T1的容量为100 kVA，输入电压为380 V，额定输出电压范围为0～650 V；隔离变压器T2的容量为100 kV，输入电压范围为0～650 V，额定的输出电压为5 kV，升壓变压器下级为T3，上级为T4；串级式工频带补偿绕组变压器，变压器分为上下两级。下级变压器额定工作频率为50 Hz，工作制为5 min，温升为85 K，高压绕组部分额定电压为305 kV，额定电流为1.34 A，中压补偿绕组额定电压为10 kV，额定电流为40.87 A，低压绕组部分额定电压范围为0～400 V，额定电流为250 A，累接绕组额定电压为1 kV，累接输入绕组额定电流为50 A，上级变压器额定工作频率为50 Hz，工作制为5 min，温升为85 K，高压绕组部分额定电压为305 kV，额定电流为1.34 A，中压补偿绕组额定电压为10 kV，额定电流为40.87 A，低压绕组部分的额定电压为1 kV，额定电流为50 A，绝缘介质为SF6气体。
通过上级补偿一个固定的补偿电抗器，可以满足在总负载为5 000 PF的电容量时，上级变压器补偿的固定电抗器可以恰好补偿负载的电容量，从而使得累接绕组没有无功量输出；而当总负载大于5 000 PF时，上级变压器补偿的固定电抗器可以补偿一部分的负载容量，从而使得累接绕组的无功容量减小，减小累接绕组的输出电流。
在上级变压器补偿电抗器L2容量为P/2=293 kVar容量的电抗器时，当外部总负载为5 000 PF时，下级变压器补偿可调用电抗器的补偿容量也为293 kVar，累接绕组无需传递无功而只需要输出有功损耗。而当只使用下级变压器补偿时，下级变压器补偿用可调电抗器的补偿容量将达到585.6 kVar，累接绕组需要传递无功损耗，其容量为有功损耗与无功损耗的矢量和，将远大于上级补偿固定电抗器的容量。当负载所接为最大总负载电容量7 000 PF时：
Icx（7000）=2πfcUn=2π×50×610×7000×10-9=1.34 A
Pmax=Icx（7000）×Un=817.4 kVar
在上级变压器补偿电抗器L2容量为P/2=293 kVar的电抗器时，当外部总负载为7 000 PF时，下级变压器补偿用可调电抗器的补偿容量也为293 kVar，累接绕组传递无功为817.4/2-293=115.7 kVar，因此，累接绕组的总负载容量为115.7 kVar与有功损耗的矢量和。
3 充气式串级变压器升压装置升压测试
充气式串级升压变装置设计及使用图如图2、图3所示。在运输过程中，为运输方便、安全考虑将串级升压变上级置于举升平台的下部，而在使用时将串级升压变上级通过举升平台上升至高台并与系统控制调压器、隔离变压器、控制器相连，而串级升压变压器下级仍置于平台上，并与补偿用可调电抗器相接，置于平台上与补偿用可调电抗器相接的还包括高压交流分压器。系统控制调压器、隔离变压器与高压交流分压器共同组成了系统控制及测量用调压器。
4 结语
针对常规高压电压电感器现场校验设备大且笨重的不足，该文提出一套完整的充气式串级升压变升压装置的研制方案用于实现1 000 kV电压互感器现场校验车的升压功能，通过升压原理分析、技术相关数据计算及升压测试，实现预期目标，验证了该方案的可行性。
参考文献
[1] 吴蕾，高峰，李季.电压互感器测试仪的设计与实现[J].电测与仪表，2014，51（11）：1-5.
[2] 毛安澜，王晓琪，王玲，等.电压互感器现场校验新方法的研究[J].电测与仪表，2011，48（6）：27-31.
[3] 王之浩，陈文中，赵锦华.电容式电压互感器误差的现场校验方法[J].华东电力，1997（9）：12-16.
[4] 阮全荣，施围.800kV升压变压器工程设计研究[J].高压电器，2006，42（3）：161-163.
摘 要：在电力系统中，测量用高压电压互感器准确与否直接影响到电能量的计量与电费结算，而常规的电压互感器现场校验方法需要的设备笨重不便，不利于现场校验，通过电压互感器现场校验车能够实现现场校验集中控制、灵活作业，该文针对1 000 kV电压互感器现场校验车提出一套专用的充气式串级升压变压器装置研制方案，用于电压互感器现场校验的升压操作。经过对升压设备各部分的技术参数分析及现场升压测试，实现了设计的预期目标，验证了该方案的合理性。
关键词：现场校验 串级升压变压器 补偿电抗器
中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（b）-0056-03
测量用高压电压互感器是电力系统中实现电能计量的关键设备之一，其计量准确与否直接影响到电能量的计量与电费结算。电压互感器的现场校验，是在设备停电的情况下，在安装地点接入标准互感器和升压设备，通三相电源或单相电源，用互感器校验仪测出被校互感器的误差。常规校验方法需要的设备大且笨重，不利于现场校验。电压互感器现场校验车将电压互感器现场校验装置与专门设计并具备机械化装备及辅助功能特种车辆的相互结合，实现了电力互感器现场校验的机动化、集约化、智能化[1-3]。将互感器校验的所有仪器设备集中于车辆内部，配合举升平台等机械装备方便、灵活完成电力互感器的现场作业，通过计算机与集成控制软件可以对校验设备进行集中控制，可以实现互感器校验的全自动操作。该文针对1 000 kV电压互感器现场校验车提出一套完整的专用充气式串级升压变压器装置研制方案，用于电压互感器现场校验的升压操作。
1 充气式串级变压器升压装置简介
1 000 kV电压互感器现场校验车的升压设备采用串级变配合补偿电抗器，实现在电压互感器的现场校验中升压的功能。其中串级变压器即串级升压变压器，由串级升压变压器上级、串级升压变压器下级两部分组成。电抗器是常用于超高压长距离输电线路补偿的设备，用于补偿输电线路对地电容所产生的充电功率，以抑制工频过电压[4]。
2 充气式串级变压器升压装置设计方案
1 000 kV电压互感器现场校验车专用充气式串级变升压装置的原理示意图如图1所示。串级升压变压器装置的技术参数如下：调压器T1的容量为100 kVA，输入电压为380 V，额定输出电压范围为0～650 V；隔离变压器T2的容量为100 kV，输入电压范围为0～650 V，额定的输出电压为5 kV，升壓变压器下级为T3，上级为T4；串级式工频带补偿绕组变压器，变压器分为上下两级。下级变压器额定工作频率为50 Hz，工作制为5 min，温升为85 K，高压绕组部分额定电压为305 kV，额定电流为1.34 A，中压补偿绕组额定电压为10 kV，额定电流为40.87 A，低压绕组部分额定电压范围为0～400 V，额定电流为250 A，累接绕组额定电压为1 kV，累接输入绕组额定电流为50 A，上级变压器额定工作频率为50 Hz，工作制为5 min，温升为85 K，高压绕组部分额定电压为305 kV，额定电流为1.34 A，中压补偿绕组额定电压为10 kV，额定电流为40.87 A，低压绕组部分的额定电压为1 kV，额定电流为50 A，绝缘介质为SF6气体。
通过上级补偿一个固定的补偿电抗器，可以满足在总负载为5 000 PF的电容量时，上级变压器补偿的固定电抗器可以恰好补偿负载的电容量，从而使得累接绕组没有无功量输出；而当总负载大于5 000 PF时，上级变压器补偿的固定电抗器可以补偿一部分的负载容量，从而使得累接绕组的无功容量减小，减小累接绕组的输出电流。
在上级变压器补偿电抗器L2容量为P/2=293 kVar容量的电抗器时，当外部总负载为5 000 PF时，下级变压器补偿可调用电抗器的补偿容量也为293 kVar，累接绕组无需传递无功而只需要输出有功损耗。而当只使用下级变压器补偿时，下级变压器补偿用可调电抗器的补偿容量将达到585.6 kVar，累接绕组需要传递无功损耗，其容量为有功损耗与无功损耗的矢量和，将远大于上级补偿固定电抗器的容量。当负载所接为最大总负载电容量7 000 PF时：
Icx（7000）=2πfcUn=2π×50×610×7000×10-9=1.34 A
Pmax=Icx（7000）×Un=817.4 kVar
在上级变压器补偿电抗器L2容量为P/2=293 kVar的电抗器时，当外部总负载为7 000 PF时，下级变压器补偿用可调电抗器的补偿容量也为293 kVar，累接绕组传递无功为817.4/2-293=115.7 kVar，因此，累接绕组的总负载容量为115.7 kVar与有功损耗的矢量和。
3 充气式串级变压器升压装置升压测试
充气式串级升压变装置设计及使用图如图2、图3所示。在运输过程中，为运输方便、安全考虑将串级升压变上级置于举升平台的下部，而在使用时将串级升压变上级通过举升平台上升至高台并与系统控制调压器、隔离变压器、控制器相连，而串级升压变压器下级仍置于平台上，并与补偿用可调电抗器相接，置于平台上与补偿用可调电抗器相接的还包括高压交流分压器。系统控制调压器、隔离变压器与高压交流分压器共同组成了系统控制及测量用调压器。
4 结语
针对常规高压电压电感器现场校验设备大且笨重的不足，该文提出一套完整的充气式串级升压变升压装置的研制方案用于实现1 000 kV电压互感器现场校验车的升压功能，通过升压原理分析、技术相关数据计算及升压测试，实现预期目标，验证了该方案的可行性。
参考文献
[1] 吴蕾，高峰，李季.电压互感器测试仪的设计与实现[J].电测与仪表，2014，51（11）：1-5.
[2] 毛安澜，王晓琪，王玲，等.电压互感器现场校验新方法的研究[J].电测与仪表，2011，48（6）：27-31.
[3] 王之浩，陈文中，赵锦华.电容式电压互感器误差的现场校验方法[J].华东电力，1997（9）：12-16.
[4] 阮全荣，施围.800kV升压变压器工程设计研究[J].高压电器，2006，42（3）：161-163.