李盤(pán)

（嘉陵江亭子口水利水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川 蒼溪 628400）

亭子口500 kV主變壓器現(xiàn)場(chǎng)局部放電試驗(yàn)

李盤(pán)

（嘉陵江亭子口水利水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川 蒼溪 628400）

變壓器在工作電壓下產(chǎn)生局部放電時(shí)，即使是很微弱的放電也會(huì)對(duì)絕緣材料造成腐蝕,長(zhǎng)此以往，產(chǎn)生積聚效應(yīng)，必然影響絕緣的介電性，造成絕緣劣化，直至最終擊穿絕緣層。局部放電作為變壓器引發(fā)故障的重要因素，其試驗(yàn)及所得數(shù)據(jù)對(duì)變壓器的運(yùn)行和檢修都有重要的參考價(jià)值,是檢驗(yàn)其絕緣的重要因素。

變壓器；局部放電；擊穿；絕緣

1　變壓器現(xiàn)場(chǎng)局部放電試驗(yàn)的意義

20世紀(jì)90年代以來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，相應(yīng)的我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)模也在迅速的擴(kuò)大。而電力變壓器做為電力系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一,它的安全運(yùn)行是否可靠影響著整個(gè)電力系統(tǒng)。所以變壓器的絕緣是否良好就成為了保證電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵性因素。

許多變壓器的損壞，不僅是由于外部雷擊造成過(guò)電壓和操作失誤造成過(guò)電壓作用的結(jié)果，同樣也是由于短路沖擊和工作電壓下的長(zhǎng)期局部放電所共同造成的。變壓器的交接及預(yù)防性試驗(yàn)的必要性由此可見(jiàn)一斑。局部放電試驗(yàn)是交接試驗(yàn)中的一個(gè)重要項(xiàng)目，它可以反映變壓器在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，局部絕緣由于絕緣擊穿后其相應(yīng)的區(qū)域電場(chǎng)變化情況。它能檢測(cè)出變壓器內(nèi)部絕緣制造時(shí)或者在運(yùn)輸過(guò)程中就造就的缺陷，這為保證電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行提供了保障。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也將局部放電試驗(yàn)做為高壓及超高壓電力變壓器投運(yùn)前必須檢測(cè)的項(xiàng)目之一。

2　變壓器局部放電的危害

變壓器在正常的工作電壓和故障過(guò)電壓的情況下都會(huì)或多或少的產(chǎn)生局部放電的情況。普通情況下絕緣介質(zhì)的局部放電雖然放電能量小，但由于其長(zhǎng)時(shí)間的存在，對(duì)變壓器的絕緣材料產(chǎn)生了破壞作用，長(zhǎng)此以往最終就會(huì)導(dǎo)致絕緣擊穿。

局部放電對(duì)變壓器絕緣的破壞作用主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面∶

（1）電的作用。變壓器絕緣介質(zhì)的微量放電能產(chǎn)生大量的帶電粒子，這些粒子對(duì)介質(zhì)表面的轟擊會(huì)造成介質(zhì)慢慢的老化，并使高分子的固體介質(zhì)分子分解成低分子。各種綜合作用使介質(zhì)逐步劣化，最終導(dǎo)致介質(zhì)擊穿。

（2）熱的作用。變壓器絕緣介質(zhì)的內(nèi)部放電會(huì)在放電部位周邊產(chǎn)生很高的溫度，高溫能使各類(lèi)介質(zhì)發(fā)生熱分解或者化學(xué)分解。

微量的局部放電不會(huì)對(duì)絕緣造成直接性的擊穿事故，變壓器的故障必然是長(zhǎng)時(shí)間局部放電的存在而導(dǎo)致的最終后果。變壓器隱藏在內(nèi)部的制造缺陷及運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷或者運(yùn)行中由于近區(qū)短路等新產(chǎn)生的缺陷,如懸浮電位放電、氣泡、雜質(zhì)等,一般性的檢測(cè)方法是很難檢測(cè)出來(lái)。

3　變壓器局部放電試驗(yàn)

變壓器局部放電試驗(yàn)的目的是考察變壓器是否存在絕緣缺陷，絕緣水平、局部放電量是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和技術(shù)條件的要求?！峨娏ψ儔浩鳌罚℅B1094-85）、及《電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量導(dǎo)則》（DL417-2006）中都有相關(guān)的要求。

在如下情況下，應(yīng)進(jìn)行變壓器的局部放電試驗(yàn)：

（1）變壓器進(jìn)駐現(xiàn)場(chǎng)（即投運(yùn)前），檢查其是否在運(yùn)輸過(guò)程中受到損傷；

（2）變壓器大修后,檢驗(yàn)其絕緣性能的優(yōu)劣；

（3）運(yùn)行過(guò)程中,變壓器出現(xiàn)放電性故障,絕緣出現(xiàn)異常；

（4）局部放電試驗(yàn)是預(yù)防性試驗(yàn)、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的一項(xiàng)內(nèi)容，監(jiān)測(cè)變壓器的絕緣操作。

4　亭子口500 kV主變壓器現(xiàn)場(chǎng)局部放電試驗(yàn)

4.1主要儀器設(shè)備（表1）

表1　試驗(yàn)設(shè)備列表

4.2現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件

（1）試驗(yàn)前由項(xiàng)目責(zé)任人組織,按試驗(yàn)人員安排及試驗(yàn)方案要求，確認(rèn)所使用的試驗(yàn)設(shè)備、儀器、儀表完好。

（2）產(chǎn)品充油并靜置72 h以上充分放氣，完成常規(guī)低壓試驗(yàn)及中性點(diǎn)交流耐壓試驗(yàn)且合格。

（3）按試驗(yàn)接線(xiàn)圖接好試驗(yàn)線(xiàn)路。將主變分接開(kāi)關(guān)置于Ⅰ分接位置，主變最高運(yùn)行電壓為550 kV。

（4）所有套管電流互感器二次側(cè)應(yīng)可靠接地；鐵芯、夾件引出端子、套管末屏及油箱均應(yīng)牢固接地；試驗(yàn)分接經(jīng)確認(rèn)無(wú)誤。

（5）試驗(yàn)操作人員檢查操作控制系統(tǒng)、供電電源、開(kāi)關(guān)柜、電抗器、隔離開(kāi)關(guān)是否正常。

（6）項(xiàng)目質(zhì)量監(jiān)督人對(duì)試驗(yàn)接線(xiàn)、使用設(shè)備、儀器、儀表嚴(yán)格檢查確認(rèn)。

（7）高壓方波校正。

（8）試驗(yàn)操作人員、安全監(jiān)護(hù)人員、試品監(jiān)視人員就位準(zhǔn)備加壓試驗(yàn)。

（9）試驗(yàn)中出現(xiàn)異?；虬l(fā)現(xiàn)表計(jì)指示異常，被試變壓器局放量超過(guò)技術(shù)合同值時(shí)，應(yīng)立即停止試驗(yàn)，斷開(kāi)電源，查明原因后根據(jù)分析結(jié)果判斷是否再繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。特別是剛開(kāi)始加電壓，監(jiān)視發(fā)電機(jī)輸出電壓和電流。

4.3變壓器局部放電試驗(yàn)加壓程序

電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T474—2006《電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量導(dǎo)則》中對(duì)電力變壓器現(xiàn)場(chǎng)局部放電試驗(yàn)的相關(guān)要求進(jìn)行了闡述。電力變壓器現(xiàn)場(chǎng)局部放電試驗(yàn)通常使用電氣法(脈沖電流法),主要測(cè)量的物理量為規(guī)定測(cè)量電壓下的局部放電量和變壓器局放的起始電壓和熄滅電壓。變壓器局部放電試驗(yàn)的加壓時(shí)間及步驟如圖1所示。

圖1　局部放電加壓時(shí)間及步驟示意圖

A=5min；B=5min；C=試驗(yàn)時(shí)間；D≥60min E=5 min；

主變加壓程序分為A、B、C、D、E共5個(gè)階段進(jìn)行，加壓程序說(shuō)明如下：

A階段：從0min時(shí)刻開(kāi)始零啟升壓，1min后升壓至A段試驗(yàn)電壓保持5min，A段試驗(yàn)電壓時(shí)低壓繞組試驗(yàn)線(xiàn)電壓U ac為試驗(yàn)頻率約為143Hz；

D階段：于13min 06 s時(shí)刻從C段試驗(yàn)電壓降低電壓，18 s后降低至D段試驗(yàn)電壓476.3 kV，保持60min，D段試驗(yàn)電壓時(shí)低壓繞組試驗(yàn)線(xiàn)電壓U ac為23.57 kV，試驗(yàn)頻率約為139Hz；

E階段：于74min 30 s時(shí)刻從D段耐壓試驗(yàn)電壓開(kāi)始降壓，1min后降壓至E段試驗(yàn)電壓349.3 kV，保持5min，E段試驗(yàn)電壓時(shí)低壓繞組試驗(yàn)線(xiàn)電壓U ac為17.29 kV，試驗(yàn)頻率約為143Hz；于79min30 s時(shí)刻開(kāi)始降壓，于80min 30 s時(shí)刻降壓至零，切斷試驗(yàn)電源。

B、C相同理。

4.4變壓器局部放電試驗(yàn)接線(xiàn)原理及計(jì)算

圖2為局部放電試驗(yàn)接線(xiàn)原理示意圖，試驗(yàn)選用1臺(tái)變頻電源、1臺(tái)中間變壓器、1臺(tái)分壓器和2臺(tái)補(bǔ)償電抗器，對(duì)被試主變低壓側(cè)進(jìn)行單端加壓。

圖2　局部放電試驗(yàn)接線(xiàn)示意圖

表2　試驗(yàn)參數(shù)表

4.5變壓器局部放電試驗(yàn)結(jié)果判斷方法

500 kV變壓器局部放電試驗(yàn)時(shí)，滿(mǎn)足下列要求，則試驗(yàn)合格：

（1）試驗(yàn)電壓不產(chǎn)生忽然下降；

5　結(jié)語(yǔ)

試驗(yàn)證明,在電力變壓器尤其對(duì)于油浸式電力變壓器的所有交接試驗(yàn)項(xiàng)目中，局部放電試驗(yàn)對(duì)變壓器內(nèi)部絕緣缺陷反應(yīng)最為靈敏，它是衡量電力變壓器安裝質(zhì)量的重要檢測(cè)手段。變壓器局部放電試驗(yàn)為電力變壓器安全可靠的運(yùn)行提供了可靠的保障，同時(shí)對(duì)于變壓器的制造企業(yè)提出了更高的工藝要求、對(duì)于安裝單位提出了更高的安裝質(zhì)量要求。隨著局放試驗(yàn)對(duì)變壓器內(nèi)部缺陷檢測(cè)效果得到業(yè)界的廣泛的認(rèn)可,它將在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行中扮演越來(lái)越重要的角色。

[1]李建明.高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法[M].北京：中國(guó)電力出版社，2001.

[2]孫成寶.電氣試驗(yàn)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.

[3]孔倩.電力變壓器局部放電交接試驗(yàn)研究及異常分析[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2013.

[4]李盤(pán).亭子口電站500 kV主變壓器中性點(diǎn)交流耐壓試驗(yàn)[J].四川水利，2015（6）：24-26.

TM411

B

1672-5387（2016）11-0022-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.11.007

2016-09-09

李盤(pán)（1986-），男，助理工程師，從事水電廠電氣試驗(yàn)技術(shù)工作。