[实用新型]罐式电容式电压互感器

说明书

技术领域

本实用新型属于输变电设备高压电器领域，涉及一种高压电容式电压互感器，具体地说涉及罐式电容式电压互感器(简称罐式CVT)，其适用于1000kV电压等级电网的气体绝缘变电站(以下简称GIS)中的电能计量、继电保护和电量监测，也可延伸使用到750kV、500kV及更低电压等级电网。

背景技术

目前，GIS中广泛使用的电压互感器是电磁式电压互感器(以下简称VT)。随着电压等级的提高，VT的制造难度、工艺、成本、体积、重量会成倍增加，绝缘特性也十分不好，特别是VT容易和电网发生铁磁谐振，其耐受雷电冲击电压和操作过电压的能力差。据申请人所知，目前国际上仅有的1000kV电压等级的GIS是日本新榛名1000kV交流特高压变电站，采用的是电子式电压互感器(以下简称EVT)，但是，其运行情况表明，由日本三家著名的电力设备制造公司为新榛名1000kV交流特高压变电站研制的1000kV GIS使用EVT存在如下问题：误差特性稳定性差，变差大、耐受传递过电压能力差，其中有两家的样机没有达到设计要求，在模拟运行即长期带电考核过程中就损坏了；即使性能最好的一家公司的产品，其误差特性也比传统的VT差很多，稳定性不好。EVT和VT、高压电容式电压互感器(简称CVT)相比，可靠性差、误差特性不好的缺点至今没有彻底解决。自今世界上还没有1000kV的VT样机研制出来，日本1000kV特高压GIS选用EVT也是因为VT的研制难度缘故，而且日本的1000kV的EVT准确级只达到1级水平。

此外，传统的CVT都是柱式结构，承担高电压的电容分压器由安装于瓷套管内的多级电容单元(即电容器芯子)叠加组成。柱式结构CVT主要单独用于敞开式变电站(简称AIS)，其电容分压器主要有两种绝缘结构：一种是油纸绝缘结构的油浸式电容分压器，亦称之为耦合式电容器；另一种是有机绝缘介质多为聚酯薄膜和SF₆气体绝缘复合而成的电容分压器。油纸绝缘结构、聚酯薄膜SF₆气体绝缘复合结构均不宜于使用在GIS之中，油纸绝缘结构为一系列小的油浸式电容器串联而成，聚酯薄膜SF₆气体绝缘复合结构为聚酯薄膜和锡箔(电极)同轴圆绕制而成。两种不同介电系数材料的复合结构远不如单一的绝缘可恢复性SF₆气体绝缘。

如果在GIS中装入油浸式电容器，不仅电场分布不均，而且因为绝缘油的缘故，不同介质界面的密封及电场不易处理，容易污染GIS罐体，也不能充分利用SF₆气体只能在均匀电场或稍不均匀电场中使用的优良特性。油纸、SF₆气体的介电系数不同，容易畸变两种介质附近的电场强度，这样就不能发挥SF₆气体的作用。油浸式CVT的另一个缺陷是有爆炸燃烧的潜在危险。聚酯薄膜SF₆气体绝缘复合结构CVT，承受高电压的电容分压器主绝缘为有机绝缘材料，一旦出现绝缘损伤就是永久性的，其绝缘性能是不可以再恢复的。

传统柱式CVT的电容分压器结构复杂、制作工艺难度大，电容分压器由上百或数百只电容器单元串联而成；柱式CVT受高压引线、邻近物体及相邻相电源影响较大，环境温度及温度梯度、瓷套管表面污秽程度及相对湿度也对误差特性有影响。高压引线、温度变化(包括柱式电容分压器上下温度梯差)等各种因数对765kV电压等级柱式CVT的误差影响量达0.3％，合成影响量更大。

发明内容

本实用新型的目的是，针对现有技术的缺陷进行改进，提供一种具有全新设计概念的罐式CVT，主要是解决特高压、超高压及高压GIS用电压互感器一次绕组暂态过电压分布不均引起的绝缘性能欠缺、有和电网发生铁磁谐振的危险和制造工艺难等难题。