王云云 張興磊

【摘 要】變壓器是電力系統(tǒng)中主要電氣設(shè)備之一，局部放電主要是變壓器在高電壓的作用下，其內(nèi)部絕緣發(fā)生的放電。局部放電試驗(yàn)是變壓器驗(yàn)收投運(yùn)前的最后一項(xiàng)試驗(yàn)，也是對變壓器的生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝質(zhì)量的一個(gè)綜合考驗(yàn)。本文對500kV變壓器局放原理及500kV變壓器局放實(shí)驗(yàn)重要性進(jìn)行了分析，并探討了500kV變壓器局放實(shí)驗(yàn)故障。

【關(guān)鍵詞】500kV變壓器；局放；實(shí)驗(yàn)；故障

電氣試驗(yàn)的危險(xiǎn)性較高且過程復(fù)雜，存在著較強(qiáng)的不確定性和特殊性，容易產(chǎn)生較為嚴(yán)重的安全隱患。因此，高壓電氣試驗(yàn)人員必須采取有效的方法保證高壓電氣試驗(yàn)的高效性以及安全性。變壓器局部放電測試是考核一臺變壓器的絕緣水平是否存在安全隱患的有效方法，所以，變壓器的局部放電測量結(jié)論是判斷一臺變壓器絕緣性能好壞的有效方法。同時(shí)，因?yàn)樵谏a(chǎn)以及制造分級絕緣變壓器的時(shí)候，生產(chǎn)商依照真實(shí)的絕緣性能有關(guān)要求，運(yùn)用了不一樣的絕緣強(qiáng)度絕緣件。為防止絕緣件被錯(cuò)誤使用，需要廠方增強(qiáng)絕緣件入廠監(jiān)督工作和檢測方面的工作，且檢查絕緣件運(yùn)用的效果。

一、500kV變壓器局放原理

變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在氣泡（氣隙）、油隙和絕緣弱點(diǎn)是不可避免的。這些氣泡（氣隙）、油隙和絕緣弱點(diǎn)通常是在變壓器制造過程中形成的。如油浸式變壓器，在其制造過程中，由于浸漆、干燥和真空處理不徹底，在產(chǎn)品所用的電木筒內(nèi)、絕緣紙板內(nèi)、絕緣紙層間不可避免地會形成一些空腔。當(dāng)絕緣油不能完全浸入空腔時(shí)，空腔內(nèi)就會存在氣泡（氣隙）。又如絕緣油本身質(zhì)量有問題或絕緣油處理不好等，那么注入變壓器中的絕緣油內(nèi)部也會存在一些氣泡。由于氣體的介電系數(shù)比油、紙等絕緣材科的介電系數(shù)小，所以，氣隙承受的電場強(qiáng)度比油、紙絕緣的電場強(qiáng)度高。當(dāng)外施電壓達(dá)到某一定值時(shí)，這些氣隙就會首先發(fā)生局部放電。另外，油紙絕緣內(nèi)的油膜，油隔板絕緣結(jié)構(gòu)中的油隙，特別是“楔形”油隙，金屬部件、導(dǎo)線等處的尖角、毛刺，電場集中、場強(qiáng)過高的局部區(qū)域等也都容易產(chǎn)生局部放電。

二、500kV變壓器局放實(shí)驗(yàn)的重要性

隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)日益強(qiáng)大，大容量高電壓的油浸變壓器在各大供電廠以及發(fā)電站的應(yīng)用越來越廣泛，一旦變壓器內(nèi)部出現(xiàn)運(yùn)行故障，那么將會影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，導(dǎo)致生產(chǎn)過程不能正常運(yùn)行，造成不可估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失，尤其是放電性故障，比較輕的影響就是降低電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，嚴(yán)重的可能發(fā)生爆炸，造成不可挽回的慘烈局面。油紙組合絕緣是變壓器內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵組成部分，如果發(fā)生局部放電現(xiàn)象就會導(dǎo)致油紙絕緣發(fā)生老化，嚴(yán)重的話可能發(fā)生擊穿現(xiàn)象。如果局部放電長期存在的話，就會嚴(yán)重減少絕緣器件的使用年限，不僅會使整個(gè)變壓器不可以穩(wěn)定運(yùn)行，還會對設(shè)備本身造成很大的影響。變壓器是電力系統(tǒng)中保證變壓站穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分，關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的工作質(zhì)量，利用局部放電實(shí)驗(yàn)對變壓器進(jìn)行檢測，一方面可以明確知道變壓器的絕緣情況，另一方面還可以發(fā)現(xiàn)在制造過程中沒有被發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題。所以，利用局部放電實(shí)驗(yàn)檢測變壓器是一個(gè)保障電力系統(tǒng)及其設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵性的測試項(xiàng)目，我國有關(guān)單位要給予高度重視，并且制定一系列標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行規(guī)范。

三、500kV變壓器局放實(shí)驗(yàn)故障

（一）感應(yīng)耐壓試驗(yàn)

拆除變壓器和GIL結(jié)構(gòu)間的連接導(dǎo)體，然后把高壓側(cè)的油氣套管導(dǎo)電部位與方波信號發(fā)聲器的輸出端相聯(lián)，不斷調(diào)整方波信號發(fā)聲器輸出端檔位，使局部放電儀上顯示的局部放電量和方波信號發(fā)聲器檔位指示數(shù)保持一致。校準(zhǔn)完畢后，將局部放電儀上的所測參數(shù)作為校準(zhǔn)放電量，也就是試驗(yàn)參數(shù)。在局部放電儀上的參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)之后，要拆除連接用的導(dǎo)線，再將氣室進(jìn)行封閉，然后在封閉的氣室中充入足夠的六氟化硫，要使氣壓達(dá)到氣室所能容納的峰值，確保絕緣性能。拆除引流線，然后將處于低壓側(cè)的封閉性的母線接地；將處于高座上的電流互感器處置為短路，然后將其可靠接地；同時(shí)還要將GIS結(jié)構(gòu)中的斷路器以及刀閘全部閉合，并可靠接地。

（二）高壓端繞組的特殊檢測

電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，可能會因?yàn)楦鞣N各樣的原因出現(xiàn)短路現(xiàn)象，這是非常普遍的一種情況，但是短路現(xiàn)象的出現(xiàn)對于變壓器是存在非常大的危害的，短路電流會產(chǎn)生特別大的電動力，在這樣的電動力的影響下，變壓器的繞組就會很容易出現(xiàn)失穩(wěn)的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為局部變形或者是扭曲的情況，如果比較嚴(yán)重的話可能造成非常大的事故，使人們的生命財(cái)產(chǎn)面臨巨大的威脅。長期以來的測試結(jié)果表明，500kV變壓器的高壓管套相比于其他一些普通的電壓變壓器是特別高的，如果測試的時(shí)候沒有吊車的協(xié)助單單依靠人力攀爬是非常艱苦的，所以，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程中工作人員會利用套管末屏取信號的方法來進(jìn)行變壓器繞組的檢測工作。

（三）分接開關(guān)檔位的選擇

分接開關(guān)是500kV變壓器的重要組成部分，也是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。一般來說，在進(jìn)行局部放電實(shí)驗(yàn)的時(shí)候會把分接開關(guān)檔位放置在1檔的地方，但是在進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)的過程中要依照分接開關(guān)檔位的高低來選擇其他合適的參數(shù)設(shè)置，將分接開關(guān)檔位放在1檔的時(shí)候，可以完全實(shí)現(xiàn)對每一個(gè)斷點(diǎn)的詳細(xì)測試，但是缺點(diǎn)就是沒有辦法測試出來匝與匝之間的電壓大小，這樣的情況下，雖然能夠測試出來的結(jié)果但是這種結(jié)果不是特別準(zhǔn)確。在研究人員一直以來的測試工作中發(fā)現(xiàn)，如果把變壓器的分接開關(guān)檔位設(shè)置在最高檔以及最低檔的時(shí)候，匝與匝之間的電壓就會處在一個(gè)相對來說比較高的水平，因此在一般情況下，在對高壓變壓器進(jìn)行局部放電測試的時(shí)候，最好把分接開關(guān)檔位設(shè)置在1檔或者是7檔。

（四）木螺栓故障分析

實(shí)驗(yàn)中的常見故障發(fā)生的主要原因是誤用絕緣強(qiáng)度較低的木螺栓，并存在以下設(shè)計(jì)缺陷：第一，在高場強(qiáng)區(qū)域采用貫穿性長木螺栓的結(jié)構(gòu)，破壞了隔板的絕緣作用，將純油隙變成了爬電距離，降低了絕緣強(qiáng)度；第二，油箱壁上磁屏蔽的紙板過短，未覆蓋該故障木螺栓，導(dǎo)致該螺栓正對油箱磁屏蔽，降低了絕緣強(qiáng)度。根據(jù)故障發(fā)生的原因，主要采取以下處理措施，進(jìn)行返修處理：第一，采用新采購的高絕緣性能木螺栓替換變壓器上所有木螺栓；第二，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，取消高壓引線出頭區(qū)域用于固定外隔板的木螺栓，外隔板采用懸掛式固定，從而既可防止螺栓在高場強(qiáng)區(qū)域的擊穿放電，也避免出現(xiàn)隔板的貫穿性問題。

四、結(jié)束語

總而言之，要想確保供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，除了嚴(yán)格把關(guān)變壓器的制造、安裝過程以外，還必須對變壓器進(jìn)行局部放電測試，通過局部放電實(shí)驗(yàn)，為500kV變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航，同時(shí)，給電力系統(tǒng)的其他工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持，促進(jìn)我國供電質(zhì)量不斷提高。

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