分壓器內部積水故障診斷

黃振，何衍和，肖磊石，魏征，許志海，饒章權

(廣東電網有限責任公司電力科學研究院，廣州 510080)

分壓器內部積水故障診斷

黃振，何衍和，肖磊石，魏征，許志海，饒章權

(廣東電網有限責任公司電力科學研究院，廣州 510080)

通過直流濾波器場專用分壓器測試直流系統調試過程中的過電壓，以校核一次設備的絕緣配合，在直流系統調試過程中發揮重要作用。介紹了 “兩渡”直流輸電工程系統調試過程中一起分壓器內部積水受潮測試故障，利用電阻測量法對分壓器故障進行分析，診斷出故障點位于低壓臂。現場解體證實低壓臂存在嚴重積水，緊急處理后分壓器正常運行。

直流輸電；阻容型分壓器；過電壓；故障診斷；電阻測量法

0 前言

高壓直流輸電工程系統調試過程中，有些試驗項目能在直流系統內部引起嚴重的過電壓，有必要在直流系統內部安裝分壓器對過電壓進行現場實測[1-7]。

某直流輸電工程 (系統調試過程中在直流濾波器場安裝專用直流分壓器，測試直流系統內部可能產生的各種操作過電壓，以校核一次設備的絕緣配合是否滿足要求，并為工程投運提供重要現場實測依據[8-11]。

以下介紹了直流輸電工程系統調試過程中一起分壓器內部進水受潮測試故障情況，利用電阻測量法診斷出故障點位于直流分壓器的低壓臂。現場解體證實分壓器低壓臂由于密封不良存在嚴重的內部積水現象，導致低壓臂電阻值發生明顯偏移。現場緊急處理后，分壓器恢復正常運行。

1 直流分壓器參數和測試情況

1.1 直流分壓器參數

直流輸電工程內部過電壓測試分壓器安裝在受端換流站的直流濾波器場內，分壓器分別并聯在濾波器電抗L1、L2、L3和中性母線處，如圖1所示。采用阻容式直流沖擊分壓器，分壓器型號如表1所示。

圖1 直流濾波器場測試分壓器安裝電氣接線圖

表1 直流輸電工程過電壓測試用分壓器型號

1.2 測試情況

直流線路瞬時人工接地短路試驗是系統調試的關鍵試驗項目，主要用于檢驗直流系統在線路接地故障下的運行特性和保護動作功能。如圖2所示為糯扎渡直流輸電工程極2低端閥組系統調試階段僑鄉換流站側直流線路瞬時人工接地故障試驗測試波形，其中直流極線電壓信號由測量屏柜二次端口接出。

由圖可以看出，直流線路接地短路前，直流極線電壓為-400 kV。發生接地短路故障后，直流極線電壓經高頻振蕩后跌落至0，經過約180 ms的燃弧和去游離過程，直流系統重啟開始恢復電壓，再經過200 ms左右直流極線電壓最終穩定在-400 kV。直流分壓器測試波形在直流極線接地瞬間存在高頻振蕩過程，直流極線電壓恢復過程中存在小幅振蕩，完整反映了直流線路接地短路故障的整個過程。

圖2 直流線路瞬時人工接地故障測試波形

2 故障診斷及處理

2.1 故障情況介紹

圖3為極1低端閥組VBE故障引發S閥組帶電跳閘的測試波形。

圖3 VBE故障引發帶電跳閘直流分壓器測量波形圖

由圖可知，電壓信號存在高頻振蕩過程，分壓器2電壓信號振蕩范圍遠大于其它分壓器。電壓峰值測量結果如表2所示，分壓器2電壓峰值達到331.4 kV，為分壓器1和3電壓峰值的30倍以上。當時為站系統調試階段，極1低端閥組由閉鎖狀態轉為備用狀態，直流濾波器并未投入，分壓器信號為感應電壓，并未出現操作過電壓，現場避雷器也未動作，因此判斷分壓器2測量信號出現故障。

2014年4月初，溪洛渡直流輸電工程開始進行回2極1調試，也發現直流濾波器場分壓器1和分壓器4的測試信號存在著較明顯偏大的問題。

表2 VBE故障帶電跳閘分壓器測量電壓峰值

2.2 高壓臂電阻測量

利用絕緣搖表對分壓器的高壓臂電阻進行測量，可以看出，高壓臂電阻沒有發生變化，說明分壓器高壓臂絕緣性能沒有出現劣化，排除了由于高壓臂電阻問題引起分壓器測試信號故障的可能。

利用萬用表對測試故障分壓器低壓臂的電阻進行測量，測量結果同出廠值相比均發生了明顯減小。

根據直流沖擊分壓器原理，分壓比k為

式中：Rg——高壓臂電阻，MΩ；

Rd——低壓臂電阻，kΩ。

低壓臂電阻發生下降，則實際的分壓比增大，分壓比增大，則測量信號會發生不同程度偏大。

2.3 現場處理措施

分壓器測試信號故障引發點確認出現在低壓臂。現場打開故障分壓器低壓臂，均發現內部有很多積水，銹蝕現象嚴重分壓器低壓臂結構如圖4所示，低壓臂密封只有一塊環氧底板，密封膠圈缺失，導致密封不良。分壓器在戶外長時間運行，歷經大雨、潮濕、低溫等惡劣天氣，水從環氧底板縫隙處滲入低壓臂，使得低壓臂電阻值發生明顯降低。其中分壓器2低壓臂中間匹配電阻，由于積水浸泡使得焊點松動，接觸不穩定，因此電阻值在1.1 kΩ～23.2 kΩ之間游移變化。

圖4 直流分壓器低壓臂結構

現場對故障分壓器清理內部積水和銹跡，進行干燥處理，重新焊接并進行密封。經過上述處理后，重新測量低壓臂電阻，現場處理后直流分壓器低壓臂電阻恢復正常。后續調試過程中，實測波形數據正常，分壓器恢復正常測試工作；利用電阻測量法定期對直流分壓器電阻進行監視，沒有發現異常。

3 結束語

1)直流濾波場專用分壓器能完整測試和反映直流輸電工程系統調試中產生的各種操作過電壓，并對一次設備的絕緣配合進行校核，為直流輸電工程投運提供重要現場實測依據。

2)電阻測量法具有直觀性、快速性、準確性等優點，在實際的分壓器故障診斷中發揮重要作用。

3)電阻測量法可以作為測試分壓器日常運維的重要監測手段，可以快速判斷分壓器可能出現的缺陷和故障。

[1] 孫才新，司馬文霞，趙杰.特高壓輸電系統的過電壓問題[J].電力自動化設備，2005，25(9)：5-9.

[2] 司馬文霞，龐鍇，楊慶.±800kV特高壓換流站直流側操作過電壓的仿真與研究 [J].高壓電器，2008，44(2)：126-131.

[3] 饒宏，呂金壯.云廣直流輸電工程關鍵設備絕緣水平研究[J].南方電網技術，2010，4(2)：60-62.

[4] 熊紅英，李明.±800kV特高壓直流輸電系統過電壓分析[J].云南電力技術，2011，39(4)：36-39.

[5] 梁旭明，常勇，吳巾克，et al.高壓直流輸電直流分壓器內部故障分析及反措 [J].電力系統自動化，2012，36 (20)：118-121.

[6] 李同生.葛一上直流輸電工程換流站直流側過電壓與絕緣配合問題 [J].電網技術，1992，(1)：15-22.

[7] 周沛洪.高壓直流系統過電壓模擬計算與實測的比較 [J] .高電壓技術，2004，30(11)：27-30.

[8] 吳湘黔，馬曉紅.貴廣Ⅱ回直流輸電工程調試分壓器的研制及應用 [J].南方電網技術，2010，4(3)：47-50.

[9] 李國富，史六如.用于直流系統內部過電壓測試的分壓器[J].電網技術，1990，(4)：34-39.

[10] 朱文俊，饒章權，何衍和.云廣±800 kV直流輸電工程調試中過電壓測試技術分析 [J].廣東電力，2011，24 (9)：58-62.

[11]段田瑾.阻容分壓器準靜態場仿真方法的研究 [D].北京：華北電力大學，2010.

Diagnosis and Treatment of Voltage Divders Water Accumulation Fault

HUANG Zhen，HE Yanhe，XIAO Leishi，WEI Zheng，XU Zhihai，RAO Zhangquan
(Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Corporation，Guangzhou 510080，China)

Divider installed in DC filter field to measure overvoltage in process of the DC transmission project system commission，which checked the insulation coordination of primary equipment，played an important role in DC power transmission system commission.The water accumulation faults of divider at the converter stations were introduced，divider faults were analysised with resistance measurement，and it is determined that the fault is located in the low voltage side.The site disintegration demonstrates the water accumulation fault，divider test signal returned to normal after emergency treatments.

DC power transmission；capacitance-resistance divider；overvoltage；fault diagnosis；resistance measurement

TM866

B

1006-7345(2015)05-0040-03

2015-04-13

黃振 (1987)，男，碩士，助理工程師，廣東電網有限責任公司電力科學研究院，主要從事輸電線路運行技術、架空線路防冰和過電壓絕緣配合研究工作 (e-mail)xjtuhuangzhen＠126.com。

何衍和 (1972)，男，工程師，廣東電網有限責任公司電力科學研究院，主要從事直流調試和過電壓絕緣配合研究工作。

肖磊石 (1987)，男，碩士，工程師，廣東電網有限責任公司電力科學研究院，主要事電力系統過電壓及接地技術、直流工程調試及相關科研工作。