电容分压器的噪声与高次谐波案例分析

作者： 国自电气 时间：2024-05-15 09:20:16 阅读：25

    目前，耦合电容器在电力系统、通信系统中广泛应用，电容式电压互感器(cvt)的应用范围也已覆盖35 kV及以上的各个电压等级，成为电力系统电能计量和继电保护的重要设备。从结构组成来说，电容式电压互感器由电容分压器和电磁单元两部分组成，电容分压器和耦合电容器均由电容器心子和外壳组成，但运行经验发现：耦合电容器和CVT的电容分压器在一些运行方式下，由于高次谐波的存在，会发出异常声响。本文提供了两个案例，对噪声的产生原因进行分析并介绍了处理结果，同时为运行人员判别和抑制耦合电容器及CVT电容分压器的噪声提供一些经验。

谐波与电容器单元内部噪声产生机理

    电容分压器和耦合电容器均由电容器单元组成，电容器元件内部的噪声，从理论上分析，是由于电场的作用，使其内部产生振动从而产生噪声。当电容器加上交流电压时，在电容器元件电极间将有静电力的作用产生，从而使电容器内部的元件产生振动，这种元件的振动传给外壳使箱壁振动并形成噪声，再从外壳辐射出去。

线路谐波与CVT及耦合电容器的噪声关系

    220 kV××58线路充电而JH变侧开关冷备用工况下耦合电容器接地谐波电流主要由空载线路电流决定，11次、13次电压谐波比基波幅值小一个数量级，但伴随谐波产生的1100 Hz一100Hz声音的听觉阈值与基波产生的声音听觉阈值要小近十个数量级，这样，谐波产生的高倍频声音反而更容易让运行人员感知。通过电气试验和设备解体分析表明：设备运行时的噪声并不表明设备异常。谐波测试耦合电容器流过的电流：基波0．21 A、11次谐波20 mA、13次谐波30 mA没有超过1 A的规程要求。该案例定性为：220kV空载线路首段有谐波源，而末端发生谐波放大；空载线路末端耦合电容器和CVT电容分压器声音变大是由11次、13次谐波引起；电流测试结果没超限，无设备内部缺陷。

    经实验论证（论证过程暂略），耦合电容器和CVT的电容分压器运行时，由于11次、13次或更高次谐波的存在，会发出的较基波更容易感知的声音。从两个工程案例可以，高次谐波产生的高倍频声音更容易让运行人员感知，但耦合电容器和CVT电容分压器声音让人感知异常并不表明设备本体有缺陷。分析此类设备异常运行现象时应先关注运行条件是否有异常。