220 kV變壓器局放量超標原因分析

郭 鐵，應 勇，趙義松

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006）

220 kV變壓器局放量超標原因分析

郭 鐵，應 勇，趙義松

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006）

某220 kV變壓器在現(xiàn)場安裝后，在交接試驗過程中發(fā)現(xiàn)局放量超標，針對該問題進行了分析，通過現(xiàn)場多次試驗和吊罩處理，在變壓器高壓側壓板上方發(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對發(fā)現(xiàn)設備內(nèi)部絕緣缺陷具有重要意義。

變壓器；局部放電；懸浮放電

電力變壓器絕緣結構較復雜，內(nèi)部易產(chǎn)生局部放電，將產(chǎn)生累積效應，一般在運行2個月至2年表現(xiàn)出來，使絕緣材料介電性能逐漸劣化，局部缺陷擴大［1－3］，最后導致整個絕緣擊穿，給設備運行帶來嚴重的安全隱患。

國內(nèi)某風電場1號主變在交接試驗過程中，C相局放量嚴重超標，未滿足投運條件。通過現(xiàn)場反復試驗和處理，找出了設備存在的問題。

1 故障情況

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

試驗采用變頻電源頻率為30～300 Hz，由大功率晶體管組成的線性矩陣放大網(wǎng)絡，并運用最新DSP控制器及光纖傳輸技術，工作在線性放大區(qū)，從而獲得與信號源一致的標準正弦波形，由于其內(nèi)部沒有工作在開關狀態(tài)下的電路，因此不產(chǎn)生嚴重的干擾信號，適合作為感應耐壓及局部放電試驗電源。變頻電源通過中間試驗變壓器升壓，對被試變壓器低壓繞組進行勵磁，并采用低壓側雙邊加壓的方法，對應相的高壓繞組感應出試驗電壓，高壓套管末屏處接有檢測阻抗［4－6］。當變壓器內(nèi)部產(chǎn)生放電脈沖，通過高壓套管作為耦合電容，產(chǎn)生電流脈沖，該電流脈沖經(jīng)過檢測阻抗轉為電壓信號傳輸?shù)骄址艃x，試驗接線如圖1所示（以A相局部放電試驗為例）。

圖1 試驗接線圖

根據(jù)標準規(guī)定［7］，交接試驗中，變壓器局部放電試驗的施加電壓為1.5Um，并逐相進行試驗。A相和B相局放試驗順利通過，在C相局放試驗過程中，當變壓器C相感應電壓達到0.65Um時產(chǎn)生局部放電，此時局部放電量達到500 pC，隨著電壓的升高，局放量逐漸升高，試驗電壓和局放量的關系如表1所示。

表1 試驗電壓和局放量關系

當C相感應電壓達到1.5Um，局放量達到120 000 pC，放電波形如圖2所示，已遠超電力行業(yè)標準DLT596—1996《電力設備預防性試驗規(guī)程》規(guī)定。

圖2 C相局部放電波形

經(jīng)過多次升壓與降壓過程，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，對低壓套管進行了清潔，并采用中性點支撐法進行加壓［8］，試驗接線如圖3所示。

圖3 中性點支撐法試驗接線

采用中性點支撐法時，當高壓繞組感應電壓達到1.5Um，低壓繞組電壓下降了1／3，但局放量依然高達120 000 pC。

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

確定設備內(nèi)部存在缺陷后，廠家對變壓器進行現(xiàn)場吊罩處理，在C相繞組壓板上方發(fā)現(xiàn)長約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)過處理后，重新進行了局放試驗，放電現(xiàn)象消失，局放量僅為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 金屬異物實物

3 結束語

通過現(xiàn)場試驗和吊罩處理可見，被試變壓器因內(nèi)部存在金屬異物導致金屬懸浮放電。由于金屬異物在油中的位置不固定，懸浮放電過程可能產(chǎn)生油中放電，且變壓器內(nèi)部絕緣結構復雜，因此，放電波形不是典型的等高、等間距波形。該案例說明變壓器局部放電試驗對設備整體絕緣水平考核具有重要意義。

［1］ 于在明，應 勇，趙義松.220 kV變壓器局放量超標原因分析與診斷［J］.東北電力技術，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，2014，35（1）：41－43.

［3］ 牛 李，應 勇，趙義松.某220 kV變壓器長時感應電壓帶局部放電測量試驗局放量超標分析［J］.東北電力技術，2013，34（8）：34－35.

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

［5］ 王川波.高壓電氣絕緣及測試［M］.北京：中國水利水電

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

［7］ DL／T 596—1996，電力設備預防性試驗規(guī)程［S］.

［8］ 張永躍.變壓器現(xiàn)場局放試驗的幾種接線方式［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