变压器局部放电带电测试在电网中的应用

张泽华,陆国俊,王 勇,黄炎光

(广州供电局中心试验研究所,广州510410)

摘 要:为推广变压器现场局放试验,介绍了大型变压器超声波法检测局放和定位技术的应用实例。通过现场对比试验和技术调研选择了符合广州电网实际需要的变压器带电测试技术、诊断设备在国内首次进行了大规模测试。实验室的局放声电对比仿真试验验证了超声波法检测变压器局放与定位的有效性,得到了电信号和声信号间的关系特性,为现场实用化打下了技术基础。

关键词:变压器;超声波;局部放电;带电测试;仿真试验;应用

中图分类号:T M835文献标志码:B文章编号:1003 6520(2007)10 0217 02

0 引 言

目前变压器已经普遍开展状态检修,需要定期对缺陷的性质和严重程度进行综合评价。从现有的诊断技术看,局放大小最能反应其绝缘状态的评估指标,也是其能否继续运行的重要判据[1,2]。因此,在现场进行变压器局部放电诊断试验极为必要。

1 变压器局部放电带电诊断技术及设备的选择

为选择符合广州实际的局放带电测试方法和诊断设备,2002~2004年,广州局供电试验所就增城500kV#1主变油色谱异常先后委托和邀请了国内多个单位在现场对这台变压器进行了各种局放试验的诊断对比,了解了各种诊断试验方法的优缺点并取得了一些经验,认为:在现有的诊断技术水平下采用变压器超声带电局放的诊断方法最符合广州电网开展变压器局放诊断的应用研究和实际情况。经过反复比较最终采用美国声学物理所的DISP 24系统和国网武汉高压研究院的JFD 2A系统为局放带电检测的设备[3,4]。

2 变压器局放检测

2 1 局放超声波检测

局放模型由高压电源、放电模型、常规局放测量系统及超声波定位测试系统组成,其原理见图1。放电电极采用针-板电极,电极间隙可调,见图2。

图1中T为220V调压器;Z m为#2测量阻抗; GB为400V/400V隔离变压器;C k为无晕耦合电容器(1000pF/60kV);B为无晕变压器(50kV/ 5kVA);C s为100pF保护电容;C x置于油箱,油箱内装有#25变压器油。

通过本次变压器局放模型试验得到以下结论:

1)DISP 24局放超声波测试系统可检测变压器局放,检测灵敏度高,当常规局放测量系统检

测到

图1

局放模型原理图

图2 针-

板电极

图3 声电信号曲线图

50pC的放电量Q时,超声系统可检测到30dB的超声波信号,该系统可区分不同的噪声干扰信号[5];

2)超声波法可对放电源定位,且定位精度高,能给出放电源的具体坐标,放电源附近有无纸板对定位无影响;

3)通过声电信号对比,在放电介质(纸板)没有劣化前,声信号随电信号的增强而增强;在放电介质(纸板)已经劣化、快击穿时,此时放电信号虽很强,但声信号反较弱,见图3。此结论对现场检测变压器局放有指导作用,也就是说,声电关系曲线是一非线性关系。这样可通过对变压器的历史运行和试验数据进行分析,结合超声检测数据,综合判断变压器的绝缘状态。

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第33卷第10期2007年 10月

高 电 压 技 术

H igh Voltag e Engineering

Vol.33No.10

Oct. 2007

图4

局放的特征信号图

图5 定位图

2 2 现场检测

现场检测发现共有4台变压器局放有异常现象,其中3台变压器经吊检后验证了其确实存在局放现象,且定位结果和现场检修结果一致。检测实例如下:

1)惠州站500kV

#

1变压器。该主变是一台单

相自耦三绕组变压器,2003年投运后,油中开始有C 2

H 2

产生,并有缓慢增长趋势,2005 07停电进行局放试验,电压很低时出现很大的放电信号,但几次来回加压后,放电信号消失,加压到1 3倍的运行电压,Q 维持在200~300pC 间,当时诊断放电为悬浮

放电,暂不危及变压器安全运行。2006 08该主变油色谱分析为: (H 2)=25 10

-6

、 (CH 4)=

4 3 10-6、 (C 2H 6)=0 6 10-6、 (C 2H 4)=4 2 10-6、 (C 2H 2)=7 6 10-6、 (CO)=60 10-6、 (CO 2)=496 10-6、 (C 1+C 2)=16 2 10-6。色谱分析结果显示该主变有放电现象。2006 08 30,采用超声波带电检测法对该主变进行局放检测和定位。超声波局放测试系统与常规停电局放测量系统一样检测到放电信号,且在加压前的几分钟信号较强,之后信号消失,2套系统检测到的情况一致。从定位结果见,放电点主要集中在高压套管侧,高度在变压器中部位置,局放的特征信号和

定位见图4、5,判断为高压引线部分存在悬浮放电。

图6 定位图

图7 C 相低压线圈局部放电

局放检测后,厂家技术人员进入变压器内部检查,发现高压导线的静电屏引线未连接,造成悬浮放

电,与油色谱发现的乙炔含量吻合。此次试验验证了超声局放检测与定位系统的有效性,并与停电局放检测系统进行了对比,二者具有较好的一致性。2)从化抽水蓄能电厂500kV 变压器。该主变是三相两绕组升压变压器,运行中,油气体在线监测系统检测到主变气体体积分数超标并发出报警,根据已有预案决策,主变停运。停运后油色谱分析结果为: (H 2)=81 0 10-6、 (CH 4)=21 71 10-6、 (C 2H 6)=6 02 10-6、 (C 2H 4)=16 41 10-6、 (C 2H 2)=15 11 10-6、 (CO)=75 75 10-6、 (CO 2)=2653 10-6、 (C 1+C 2)=59 23 10-6。色谱分析显示主变存在较严重的局放现象。为进一步确认并寻找放电源的位置,对该主变在空载运行条件下进行局放超声波带电检测,同样发现该主变存在较严重的放电现象。从定位结果看,放电点主要集中在变压器A 、C 相绕组的上半部分,且C 相的定位点比A 相密集,见图6。

经返厂解体检查发现该变压器三相低压线圈已变形,其中C 相低压线圈端部和匝间有放电痕迹,见图7。(下转第221页)

218 Oct.2007H igh Voltage Engineering Vol.33No.10

5 分析和建议

这次T A故障的原因是厂家制造质量造成。国内500kV SF6TA出现内部器件松动造成的事故很多,这主要是因500kV SF6T A尺寸太高,无法进行垂直运输,在平卧运输中的颠簸导致内部紧固件松动。均压圈螺钉松脱原因主要是螺钉紧固不足,防松措施不可靠,运输时TA平卧放置中受到强烈震动使螺钉脱落。通过这次缺陷分析,建议如下:

1)督促厂家改进设计和紧固方式或改变运输方式,这是500kV T A急需解决的问题。厂家应改进设计及生产工艺,螺钉要有可靠防松措施,提高安装工艺,在质量控制体系中增加!均压环装配∀质量控制点,加强产品装配过程质量检测;

2)建议安装单位在设备到货后改变运输方式和存放方式,实行严格的运输管理制度,确保安装或运输过程中不出现任何问题;

3)对在运行中的上海M WB互感器有限公司500kV SF6T A进行一次SF6气体微水和SF6气体组分的分析,了解其运行状况;

4)2004年修编《南方电网预防性试验规程》时,针对国内因运输造成的SF6TA的问题特别突出,武高所建议对SF6T A开展一些特殊的试验项目,加上现在SF6的交接试验电气方面没有有效的项目,常规的SF6试验也没有效果,故监督难以到位,今后可考虑进行一些科研攻关,提出SF6T A的有效的技术监督方法,解决现场测试的技术问题。

参考文献

[1]GB/T05 1996 六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则

[S],1996.

[2]DL/T639 1997 六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全

防护细则[S],1997.

[3]DL/T596 1996 电力设备预防性试验规程[S],1996.

[4]IE C60480 2004 10Guideline for the checking and treatment of

sulfur hexafluoride(SF6)taken from electrical equipment an d specification[S],2004.

[5]朱芳菲,孟玉蝉,郑 铉.六氟化硫气体分析技术[M].北京:兵

器工业出版社,1998.

[6]王 淇,朱立平,黄云光.气体分析在GIS闪络定位中的应用

[J].广西电力,2003,26(10):26 27.

黄晓晖 1962#,男,工程师,电话:(020)86657513;E mail:h uan gx h@gzpsc.com

收稿日期 2007 07 20 编辑 郭守珠

(上接第218页)

通过大规模的变压器局放超声波测试,考察了运行中变压器的绝缘状态,对变压器绝缘进行了摸底,发现一些存在疑点的变压器,为以后检修提供了指导性建议和依据。通过局放测试与预防性试验结果的对比可见,超声波测试结果与预试结果呼应,并发现一些较为隐蔽的故障,可作为带电检测手段,变压器局放超声波检测能有效与预试互为补充。

3 结 语

通过在广州开展大规模变压器局放超声波带电测试,积累了大量原始数据和图谱资料,并发现了4台变压器局放有异常现象,定位结果对现场检修有指导意义,说明超声波带电局放检测技术可进入实用化阶段,应加强该技术的推广。

采用变压器局放带电测试应与预防性试验有效结合,该技术的推广利于合理调整预防性试验周期、减轻劳动强度,为状态检修提供判据。

参考文献

[1]王晓容,严 障.电力设备局部放电测量中抗干扰研究的现状

和展望[J].电网技术,2000,24(6):41 45.

[2]王国利,李彦明.电力变压器局部放电定位方法的现状和前景

[J].变压器,2001,38(11):22 27.

[3]武汉高压研究所.局部放电超声波定位系统[R].武汉:武汉高

压研究所,2005.

[4]伍志荣,唐 良.变压器局部放电超声波定位原理[J].高电压

技术,1991,17(1):39 42.

[5]刘云鹏,李燕青.变压器局部放电测量系统的设计与实现[J].高

电压技术,2002,28(1):32 34.

张泽华 19#,男,高工。电话:(020)87125554;E mail:zhangze hua@gzpsc.com

陆国俊 1972#,男,高工。电话:(020)87125554;E mail:lugj@gz psc.com

王 勇 1967#,男,高工。电话:(020)87125552;E mail:w ang@ gzpsc.com

收稿日期 2007 02 23 编辑 蔡爱姣

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2007年10月高 电 压 技 术第33卷第10期