羅 彤，李學(xué)斌，郎業(yè)興，王 冰

（1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006；2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修公司，遼寧 沈陽 110006）

經(jīng)驗交流

500 kV HGIS設(shè)備聯(lián)合帶電檢測分析

羅 彤1，李學(xué)斌1，郎業(yè)興1，王 冰2

（1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006；2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修公司，遼寧 沈陽 110006）

對某500 kV變電站HGIS設(shè)備開展聯(lián)合帶電特高頻局部放電檢測、超聲波局部放電檢測與SF6氣體成分分析檢測工作，發(fā)現(xiàn)500 kV場區(qū)1號主變一次5023間隔2號隔離開關(guān)A相氣室局部放電檢測數(shù)據(jù)異常，經(jīng)診斷該處異常疑似氣室內(nèi)部靠母線側(cè)隔離開關(guān)部件松動、絕緣件表面污穢或內(nèi)部氣隙引起的放電缺陷，在此基礎(chǔ)上提出加強設(shè)備檢測工作的合理化建議。

帶電檢測；隔離開關(guān)；局部放電；放電缺陷

為保障電氣設(shè)備的安全運行，確保供電可靠性，需要對電氣設(shè)備進(jìn)行例行試驗［1－2］。隨著高電壓、大容量電力系統(tǒng)的發(fā)展，對電力系統(tǒng)安全可靠性的要求進(jìn)一步提高，傳統(tǒng)例行試驗需停電、按固定周期進(jìn)行，不能及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣缺陷，反映設(shè)備即時狀況的局限性越來越明顯［3－6］。停電試驗與設(shè)備實際運行狀態(tài)存在巨大差異，很難保證對設(shè)備狀態(tài)評價的準(zhǔn)確性［7－8］。

為研究電氣設(shè)備在實際運行狀態(tài)下的特性參數(shù)，實現(xiàn)輸變電設(shè)備的帶電檢測，對推動電氣設(shè)備狀態(tài)檢修工作具有重要意義［9－11］。本文針對某500 kV變電站HGIS設(shè)備開展聯(lián)合帶電檢測，依據(jù)設(shè)備在實際運行過程中的檢測參數(shù)對隔離開關(guān)氣室的在線工作狀態(tài)進(jìn)行評估，并給出合理化建議。

1 檢測對象及項目

針對某500 kV變電站5023間隔2號隔離開關(guān)A相氣室進(jìn)行聯(lián)合帶電檢測，該隔離開關(guān)型號為LW13A－550，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。變電站采用3／2接線方式，5023間隔分別連接500 kVⅡ母和1號主變，其中2號隔離開關(guān)氣室為斷路器靠母線側(cè)隔離開關(guān)氣室。氣室檢測項目包括特高頻局部放電檢測、超聲波局部放電檢測與SF6氣體成分分析。

2 檢測數(shù)據(jù)

2.1 特高頻局放檢測

該型號HGIS盆式絕緣子為全金屬封閉結(jié)構(gòu)，且無澆注孔及內(nèi)置傳感器，因此，特高頻局放檢測位置選擇2號隔離開關(guān)A相氣室的接地隔離開關(guān)絕緣引出件部位，分別對圖2所示檢測位置1、位置2進(jìn)行檢測，檢測圖譜如圖3所示。利用屏蔽帶在2號隔離開關(guān)A相特高頻檢測位置做全面屏蔽處理后，所測特高頻局放圖譜如圖4所示。

圖1 隔離開關(guān)A相氣室內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖2 特高頻檢測點實際位置

圖3 2號隔離開關(guān)A相特高頻局放圖譜

2.2 超聲波局放檢測

超聲波局放檢測點分布如圖5所示，各測點超聲波測試數(shù)據(jù)如表1所示。

圖4 2號隔離開關(guān)A相特高頻局放圖譜（屏蔽后）

圖5 超聲波檢測位置

表1 各檢測點超聲波檢測數(shù)據(jù)mV

由表1可以看出，2號隔離開關(guān)A相氣室存在超聲波異常信號，50 Hz和100 Hz頻率相關(guān)性明顯，有效值、峰值較背景明顯增長。測點3、測點4、測點5信號幅值水平偏大，初步判斷以上3個測點距局放源較近。

采用放大器倍數(shù)為100倍（40 dB）進(jìn)行超聲檢測，圖6為測點3超聲波檢測連續(xù)圖譜及相位圖譜（紅色為背景值，藍(lán)色為測試值）。將上限截止頻率由100 kHz降低到50 kHz，信號幅值無明顯減小。

圖6 測點3超聲檢測圖譜

2.3 SF6分解產(chǎn)物檢測

對2號隔離開關(guān)A相氣室進(jìn)行氣體成分檢測，檢測數(shù)據(jù)如表2所示。測試結(jié)果顯示該氣室分解產(chǎn)物有H2S成分，含量為1.3 μL／L，已達(dá)注意值。

表2 2號隔離開關(guān)SF6分解產(chǎn)物測試結(jié)果μL／L

3 綜合分析

3.1 異常類型

根據(jù)圖3、圖4特高頻檢測結(jié)果可知，特高頻檢測點采取屏蔽措施前后，特高頻檢測圖譜發(fā)生明顯變化。屏蔽后異常放電脈沖明顯減少，幅值減弱，且180°相位附近的放電脈沖明顯減弱。由此判斷氣室內(nèi)部存在放電信號，且幅值較大，放電時間間隔不穩(wěn)定，放電相位穩(wěn)定在0°和180°相位附近，正負(fù)半周各一簇。屏蔽后所檢測到的放電信號應(yīng)為空氣中存在的強烈電暈干擾。根據(jù)圖6超聲波連續(xù)圖譜可以看出，測點3的有效值、周期峰值較背景值明顯增長，50 Hz和100 Hz相關(guān)性較明顯。由表2可知，A相氣室存在微量的H2S特征氣體，同間隔其他相均未檢測到分解產(chǎn)物特征氣體，該間隔近期并未進(jìn)行任何分合閘操作，因此，可以判斷該氣室內(nèi)存在放電。

結(jié)合各類缺陷典型放電特征、HGIS結(jié)構(gòu)及安裝特點，判斷該氣室內(nèi)部缺陷可能為絕緣件表面污穢缺陷、懸浮電位缺陷（部件松動）或絕緣內(nèi)部氣隙缺陷。

3.2 異常定位

根據(jù)表1超聲波各測點檢測結(jié)果繪制成超聲測點峰值分布圖如圖7所示。測點3、測點4、測點5信號幅值水平明顯偏大，因此可以判斷信號源距離以上3個測點較近。在測點3改變上限截止頻率，信號幅值無明顯減小，因此，可以判斷放電源不在殼體上，缺陷位置位于該氣室出線套管下方附近。

圖7 超聲測點峰值分布圖

根據(jù)以上分析可知，引起該氣室局放異常的原因可能為隔離開關(guān)部件松動、絕緣件表面污穢或內(nèi)部氣隙在電場作用下發(fā)生放電。

4 結(jié)論及建議

500 kV HGIS 5023間隔2號隔離開關(guān)A相氣室內(nèi)部超聲及特高頻局放檢測信號異常，氣體分解產(chǎn)物中H2S含量為1.3 μL／L，該缺陷疑似氣室內(nèi)部隔離開關(guān)部件松動、絕緣件表面污穢或內(nèi)部氣隙產(chǎn)生的放電，因此，提出以下幾點建議。

a.建議對該500 kV變電站2號隔離開關(guān)A相氣室進(jìn)行更換并解體檢查。

b.該500 kV變電站2號隔離開關(guān)A相氣室停電處理前，縮短GIS帶電檢測周期，建議每月開展1次局部放電綜合檢測及診斷，一旦發(fā)現(xiàn)異常立即停電處理。

c.建議對該500 kV變電站同結(jié)構(gòu)隔離開關(guān)氣室進(jìn)行全面帶電檢測，若存在類似問題，及時停電解體檢查。

參考文獻(xiàn)：

［1］林 莘.現(xiàn)代高壓電器技術(shù)第二版［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2012.

［2］李學(xué)斌，魯旭臣，楊璐羽，等.超聲局放和氣體分解物聯(lián)合檢測在斷路器內(nèi)部部件松動故障中的應(yīng)用［J］.電工技術(shù)，2015，37（1）：31－32，71.

［3］王少華，葉自強，梅冰笑.輸變電設(shè)備在線監(jiān)測及帶電檢測技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀［J］.高壓電器，2011，47（4）：84－90.

［4］楊 賢，饒章權(quán)，柯春俊，等.廣東電網(wǎng)輸變電設(shè)備帶電檢測技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及提升策略［J］.南方電網(wǎng)技術(shù)，2015，9（3）：68－74，86.

［5］李學(xué)斌，康激揚，魯旭臣，等.高壓電纜帶電檢測有效性評估系統(tǒng)研究［J］.電氣應(yīng)用，2016，35（2）：50－53.

［6］厲 偉，滕 云，庚振新，等.高電壓工程［M］.北京：科學(xué)出版社，2011.

［7］楊 坤.變電設(shè)備局部放電帶電檢測技術(shù)研究［D］.濟南：山東大學(xué)，2014.

［8］陶詩洋.高壓開關(guān)柜帶電檢測實驗平臺建設(shè)及實證研究［D］.北京：華北電力大學(xué)，2012.

［9］劉鴻斌，劉連睿，劉少宇，等.輸變電設(shè)備帶電檢測技術(shù)在華北電網(wǎng)的應(yīng)用［J］.華北電力技術(shù)，2009，39（8）：35－37.

［10］齊 飛，毛文奇，何智強，等.帶電檢測技術(shù)在電網(wǎng)設(shè)備中的應(yīng)用分析［J］.湖南電力，2012，32（1）：27－29.

［11］韓洪剛，李學(xué)斌，于在明.“大檢修”體系下狀態(tài)檢修技術(shù)支撐力量的建設(shè)［J］.東北電力技術(shù)，2013，34（3）：23－26.

表3 光學(xué)減法運算輸出誤差測試結(jié)果

5 結(jié)束語

光學(xué)差動保護是一種新型的適應(yīng)于光原理電子式互感器的保護，通過RTDS建模對哈爾濱工業(yè)大學(xué)生產(chǎn)的光學(xué)線路差動保護原理樣機進(jìn)行動模試驗測試，按照《電力系統(tǒng)繼電保護產(chǎn)品動模試驗規(guī)范》（DL／T871—2004）的要求分別對保護樣機進(jìn)行了區(qū)內(nèi)故障、區(qū)外故障、轉(zhuǎn)換性故障、經(jīng)電阻接地故障、系統(tǒng)振蕩、頻率偏移等不同類型故障的模擬，考察保護樣機的動作行為和動作時間，并對樣機中光計算模塊的性能進(jìn)行了精度測試，通過試驗驗證了保護樣機功能和光計算模塊的精度，并且發(fā)現(xiàn)了保護樣機動作時間的影響因素，為光學(xué)新原理保護技術(shù)的推廣應(yīng)用提供試驗數(shù)據(jù)支撐。

［1］平紹勛，黃仁山.全光纖電流互感器的建模與仿真技術(shù)研究［J］.湖南大學(xué)學(xué)報，2011，38（10）：44－49.

［2］金世鑫，李 華，張靜巍.基于RTDS的區(qū)域保護備自投功能動模試驗研究［J］.東北電力技術(shù)，2014，35（10）：57－60.

［3］周 巍，張沛超，楊星星.基于RTDS的微機保護實時閉環(huán)數(shù)字仿真系統(tǒng)［J］.南方電網(wǎng)技術(shù)，2010，38（16）：127－131.

［4］宋寶泉，張嚴(yán)鵬，張武洋.智能變電站區(qū)域差動保護技術(shù)研究［J］.東北電力技術(shù)，2013，34（11）：12－15.

［5］李仲青，周澤昕，黃 毅，等.數(shù)字化變電站繼電保護適應(yīng)性研究［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2011，35（5）：210－215.

作者簡介：

金世鑫（1985—），男，碩士，工程師，從事繼電保護與智能電網(wǎng)研究工作。

（收稿日期 2016－03－21）

Analysis on Joint Charged Detection of 500 kV HGIS Equipment

LUO Tong1，LI Xue?bin1，LANG Ye?xing1，WANG Bing2
（1.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China；2.Maintenance Company of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

The coalition charged UHF partial discharge detection，ultrasonic partial discharge detection and SF6gas composition analy?sis test are carried out on 500 kV HGIS substation equipment，500 kV district No.1 main transformer breaker A 5023 interval of No.2 partial discharge detection data of gas chamber is unusual.By diagnosing the abnormity，loose parts at bus side isolation，breaker in?ternal air gap discharge caused by defects are suspected.The reasonable suggestions of strengthening equipment is put forward on the basis of this result.

Charged detection；Breaker；Partial discharge；Discharge defect

TM507

A

1004－7913（2016）06－0023－04

羅 彤（1979—），男，碩士，工程師，從事高電壓技術(shù)及帶電作業(yè)工作。

2016－03－17）