倒置式電流互感器帶電取油樣裝置的研制

林 敏，陳 豪

（杭州市電力局，杭州 310009）

近年來，油浸倒置式電流互感器在電力系統廣泛應用。據統計，杭州電力局運行中的110 kV及以上電壓等級的倒置式電流互感器就達1 700余臺。但是，由于倒置式電流互感器的結構特點，取樣工作的安全凈距嚴重不足，導致一直未能開展帶電取油樣工作，油色譜分析時只能定期停電取油樣。如果要對油色譜數據異常的設備進行跟蹤取樣，將導致設備頻繁停電。因此，為掌握倒置式電流互感器的設備狀態，研制倒置式電流互感器帶電取油樣裝置，實現帶電取樣，對實現真正意義上的狀態檢修、落實“非應修不修”的檢修原則具有深遠意義。

1 倒置式電流互感器取油樣方式現狀

由于狀態檢修的需要，必須對倒置式電流互感器TA在運行狀態下作取樣分析。但限于目前倒置式TA的安裝條件，無法進行帶電取樣，所以必須對倒置式TA取樣口進行改造，以滿足帶電取油樣的工作要求。因倒置式TA使用性能優越，目前在新變電站使用較多，在變電站設備改造中也有廣泛使用。為此對相關變電站采用的各種典型倒置式TA設備進行調查，相關信息見表1。

1.1 220 kV產品

江蘇精科廠生產的220 kV倒置式TA如圖1所示。調查發現該型設備取樣口設在面向閘刀一側，在閘刀與TA的中間進行采樣，其安全距離明顯不夠，因為閘刀的中心面與TA中心面的垂直距離僅為3 m，在它們中間架設雙梯采樣不符合安全要求。

上海MWB互感器有限公司生產的TA如圖2所示，其結構比較特殊，油箱設在頂部，取樣口到瓷套底部距離最大不超過20 cm，又因TA采樣接口形式比較特殊，工作人員在采樣時頭部將超過瓷套底部一定的高度，如帶電取樣則安全無法保證。

圖1 江蘇精科廠生產的220 kV倒置式TA

1.2 110 kV產品

110 kV江蘇精科廠及上海MWB廠生產的110 kV倒置式TA產品結構與對應的220 kV產品相似，同樣存在結構問題。精科廠產品在設備布置上，閘刀的中心面與TA中心面的垂直距離更小，約為2 m，且取樣平面正好是閘刀的突出部位，安全距離更小，不可能進行帶電取樣。

圖2 上海MWB互感器有限公司生產的220 kV倒置式TA

2 倒置式TA取油樣死體積的影響

在倒置式TA采樣過程中，其采集管路的死體積取決于采樣接口的形式。例如：上海MWB公司的產品因其取樣接口比較特殊，死體積較大，并且存在無法沖凈的窩油區域，故油樣損失大于接口的死體積。其他廠家的倒置式TA也有類似情況，但因接口較小，死體積也略小一些。即使將倒置式TA的取樣口引下，改成針筒取樣閥，但仍存在一定的死體積。

圖3比較了上海MWB公司產品采樣接口采樣和引下采樣這2種采樣方式死體積的大小。

從圖3中可見，如倒置式TA采用引下采樣方式，其取樣裝置油樣通道內徑均為3 mm，則采樣接口引下2 m會產生約14 mL的死油區，比目前廠家提供的取樣裝置產生的死油區少9 mL，完全滿足取油樣的要求。

表1 部分變電所倒置式TA調查信息匯總

圖3 倒置式TA取樣裝置死體積計算

3 帶電取樣裝置研制

為達到不停電取油樣的目的，并避免高空取樣作業，確保工作人員的安全，提高試驗的準確性和可靠性，研制了一種倒置式TA帶電取油樣裝置，由倒置式TA取油樣口連接裝置、連接管和取油樣閥門構成。裝置結構原理如圖4所示。

圖4 帶電取樣裝置結構

2010年12月2日，浙江省第一套互感器帶電取樣裝置在220 kV祝橋變電站祝城1251線的TA上安裝投入，填補了倒置式TA帶電取油樣項目的國內空白。

應用該帶電取油裝置后，徹底解決了困擾電力系統多年的倒置式TA必須停電取樣的問題，使互感器取油樣工作的效率和安全性都得到了極大的提高，為進一步深化互感器狀態檢修打下了堅實的基礎。

4 油樣色譜數據分析

為證實倒置式TA取油樣引下裝置所取油樣能真實反映設備狀態，對實驗室模擬平臺及變電站內已安裝取樣引下裝置的TA進行了比對試驗，試驗結果如下。

4.1 實驗室模擬平臺油樣對比

利用1只倒置式TA底座和取油樣引下裝置搭建高約2.5 m的模擬平臺，油樣取自古蕩變電站2號主變壓器。油樣在互感器底座靜置約15天后，在引下裝置取樣口分別取出2針50 mL油樣，同時在互感器底座處也取出50 mL油樣，色譜分析數據如表2所示。

從表2可以看出，引下裝置取樣口第二針油樣和互感器底座處油樣的色譜數據基本吻合，而引下裝置取樣口第一針的油樣除氫氣稍大外，其他數據也基本吻合。

4.2 變電站現場油樣對比

2010年12月2日，在祝橋變電站祝城1251線的TA上安裝了取油樣引下裝置，并分別于2011年2月18日和2011年4月1日進行對比試驗。取樣時分別取2針50 mL油樣，并與2007年9月28日該組TA的色譜數據進行對比，具體色譜數據如表3，4，5所示。

從表3，4，5可以看出，2007年9月28日的色譜數據與2011年2月18日和2011年4月1日第二針油樣的色譜數據較為吻合；第一針油樣的氫氣普遍偏大，其他色譜數據則較為吻合。

表2 模擬平臺色譜數據μL/L

表3 祝橋變電站祝城1251線TA A相色譜數據 μL/L

表4 祝橋變電站祝城1251線TA B相色譜數據 μL/L

表5 祝橋變電站祝城1251線TA C相色譜數據 μL/L

由以上試驗可知，對安裝取油樣引下裝置的互感器，取油樣時需放掉約50 mL油，之后取出的油樣方能真實反映設備狀態。

5 結論

（1）通過對專用取樣接口和下引裝置取樣所需的耗油量計算，表明采取下引的方法并不會增加油量的消耗。

（2）取樣口下引的方法解決了倒置式TA無法帶電取樣的問題，同時經過現場安全性和可操作性評估，高度約4 m的倒置式TA可下引2 m，其余高度的TA建議下引1 m，這樣既能保證使用時的安全性，取樣時也更為便利。

[1]DL/T 596-1996電力設備預防性試驗規程[S]．北京：中國電力出版社，1997.

[2]操敦奎．變壓器油中氣體分析診斷與故障檢查[M]．北京：中國電力出版社，2005．

[3]DL/T 722-2000變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則[S].北京：中國電力出版社，2001.