郭 鐵，應(yīng) 勇，趙義松

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

220 kV變壓器局放量超標(biāo)原因分析

郭 鐵，應(yīng) 勇，趙義松

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

某220 kV變壓器在現(xiàn)場(chǎng)安裝后，在交接試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)局放量超標(biāo)，針對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了分析，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)多次試驗(yàn)和吊罩處理，在變壓器高壓側(cè)壓板上方發(fā)現(xiàn)金屬異物，該異物造成以金屬懸浮放電為主的局部放電，處理后放電現(xiàn)象消失，變壓器局部放電試驗(yàn)對(duì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部絕緣缺陷具有重要意義。

變壓器；局部放電；懸浮放電

電力變壓器絕緣結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，內(nèi)部易產(chǎn)生局部放電，將產(chǎn)生累積效應(yīng)，一般在運(yùn)行2個(gè)月至2年表現(xiàn)出來(lái)，使絕緣材料介電性能逐漸劣化，局部缺陷擴(kuò)大［1－3］，最后導(dǎo)致整個(gè)絕緣擊穿，給設(shè)備運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。

國(guó)內(nèi)某風(fēng)電場(chǎng)1號(hào)主變?cè)诮唤釉囼?yàn)過(guò)程中，C相局放量嚴(yán)重超標(biāo)，未滿(mǎn)足投運(yùn)條件。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)試驗(yàn)和處理，找出了設(shè)備存在的問(wèn)題。

1 故障情況

被試變壓器參數(shù)：型號(hào)為SZ11－100000／220，容量為100 000 kVA，額定電壓為230±8× 1.25%）／37 kV，接線(xiàn)組別為YNd11，空載電流為0.14%，空載損耗為60.7 kW，阻抗電壓為13.55%，負(fù)載損耗為288.9 kW，生產(chǎn)日期為2014年9月。

試驗(yàn)采用變頻電源頻率為30～300 Hz，由大功率晶體管組成的線(xiàn)性矩陣放大網(wǎng)絡(luò)，并運(yùn)用最新DSP控制器及光纖傳輸技術(shù)，工作在線(xiàn)性放大區(qū)，從而獲得與信號(hào)源一致的標(biāo)準(zhǔn)正弦波形，由于其內(nèi)部沒(méi)有工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下的電路，因此不產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾信號(hào)，適合作為感應(yīng)耐壓及局部放電試驗(yàn)電源。變頻電源通過(guò)中間試驗(yàn)變壓器升壓，對(duì)被試變壓器低壓繞組進(jìn)行勵(lì)磁，并采用低壓側(cè)雙邊加壓的方法，對(duì)應(yīng)相的高壓繞組感應(yīng)出試驗(yàn)電壓，高壓套管末屏處接有檢測(cè)阻抗［4－6］。當(dāng)變壓器內(nèi)部產(chǎn)生放電脈沖，通過(guò)高壓套管作為耦合電容，產(chǎn)生電流脈沖，該電流脈沖經(jīng)過(guò)檢測(cè)阻抗轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)傳輸?shù)骄址艃x，試驗(yàn)接線(xiàn)如圖1所示（以A相局部放電試驗(yàn)為例）。

圖1 試驗(yàn)接線(xiàn)圖

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定［7］，交接試驗(yàn)中，變壓器局部放電試驗(yàn)的施加電壓為1.5Um，并逐相進(jìn)行試驗(yàn)。A相和B相局放試驗(yàn)順利通過(guò)，在C相局放試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)變壓器C相感應(yīng)電壓達(dá)到0.65Um時(shí)產(chǎn)生局部放電，此時(shí)局部放電量達(dá)到500 pC，隨著電壓的升高，局放量逐漸升高，試驗(yàn)電壓和局放量的關(guān)系如表1所示。

表1 試驗(yàn)電壓和局放量關(guān)系

當(dāng)C相感應(yīng)電壓達(dá)到1.5Um，局放量達(dá)到120 000 pC，放電波形如圖2所示，已遠(yuǎn)超電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DLT596—1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定。

圖2 C相局部放電波形

經(jīng)過(guò)多次升壓與降壓過(guò)程，可以確定此次局部放電的起始電壓為0.65Um、熄滅電壓為0.4Um。

2 原因分析

為排除局放量源于低壓側(cè)，對(duì)低壓套管進(jìn)行了清潔，并采用中性點(diǎn)支撐法進(jìn)行加壓［8］，試驗(yàn)接線(xiàn)如圖3所示。

圖3 中性點(diǎn)支撐法試驗(yàn)接線(xiàn)

采用中性點(diǎn)支撐法時(shí)，當(dāng)高壓繞組感應(yīng)電壓達(dá)到1.5Um，低壓繞組電壓下降了1／3，但局放量依然高達(dá)120 000 pC。

試驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)在放電過(guò)程中，變壓器C相升高座和箱體銜接處有明顯的放電聲，通過(guò)上述試驗(yàn)和放電波形可以確定，變壓器高壓側(cè)內(nèi)部存在金屬懸浮放電，具體原因還不能確定。

確定設(shè)備內(nèi)部存在缺陷后，廠(chǎng)家對(duì)變壓器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)吊罩處理，在C相繞組壓板上方發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)約3 cm的金屬異物，其他位置均未發(fā)現(xiàn)異常，如圖4～圖6所示。該變壓器經(jīng)過(guò)處理后，重新進(jìn)行了局放試驗(yàn)，放電現(xiàn)象消失，局放量?jī)H為130 pC。

圖4 金屬異物位置（示意圖）

圖5 金屬異物位置（照片）

圖6 金屬異物實(shí)物

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和吊罩處理可見(jiàn)，被試變壓器因內(nèi)部存在金屬異物導(dǎo)致金屬懸浮放電。由于金屬異物在油中的位置不固定，懸浮放電過(guò)程可能產(chǎn)生油中放電，且變壓器內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此，放電波形不是典型的等高、等間距波形。該案例說(shuō)明變壓器局部放電試驗(yàn)對(duì)設(shè)備整體絕緣水平考核具有重要意義。

［1］ 于在明，應(yīng) 勇，趙義松.220 kV變壓器局放量超標(biāo)原因分析與診斷［J］.東北電力技術(shù)，2009，30（5）：32－34.

［2］ 劉 旸，韓洪剛，趙義松.一起220 kV變壓器事故分析與處理［J］.東北電力技術(shù)，2014，35（1）：41－43.

［3］ 牛 李，應(yīng) 勇，趙義松.某220 kV變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)電壓帶局部放電測(cè)量試驗(yàn)局放量超標(biāo)分析［J］.東北電力技術(shù)，2013，34（8）：34－35.

［4］ 保定天威保變電氣股份有限公司.變壓器試驗(yàn)技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

［5］ 王川波.高壓電氣絕緣及測(cè)試［M］.北京：中國(guó)水利水電

［6］ 王世閣，鐘洪璧.電力變壓器故障分析與技術(shù)改進(jìn)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2004.

［7］ DL／T 596—1996，電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［8］ 張永躍.變壓器現(xiàn)場(chǎng)局放試驗(yàn)的幾種接線(xiàn)方式［J］.變壓器，2001，38（9）：35－37.

Reason Analysis on Partial Discharge Over?standard of 220 kV Transformer

GUO Tie，YING Yong，ZHAO Yi?song
（Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

This paper analyses the problems of a 220 kv transformer＇s partial discharge exceeding the standard after field installation. Through many tests and hanging over the transformer，one metal foreign body is found above pressplate of high voltage side for the transform，the metal suspended discharge due to the metal foreign body is disappeared after processing.Partial discharge test of the transformer is useful to the discovery of internal insulation defect.

Transformer；Partial discharge；Floating discharge

TM407

A

1004－7913（2015）10－0036－03