500kV變壓器局放試驗故障和處理

陳權鋒

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714187

摘要：文章首先對500kV電力變壓器相關情況進行了簡單的概述，接著闡述了其故障問題，比如進行第一次的診斷；進行吊芯檢查；相關因素分析。最后提出了處理故障的方法，以供參考。

關鍵詞：500kV變壓器；局放試驗故障；處理

本文簡單闡述了某一個500kV的變壓器在進行出廠試驗短時感應耐壓測驗的時候，出現了局部放電量高于相關標準這一現象。所以，針對這樣的情況對變壓器做了診斷以及油樣分析試驗，進而將其試驗的結論與油樣分析相結合，判斷出這個現象出現都是由于變壓器里面存在著不良隱患。接著相關操作工作人員做了吊芯檢查工作，首先依據檢查到的一些現象，以此構建變壓器電場仿真模型，進行計算和分析，進而提出了相應的舉措來解決問題。

1 500kV變壓器相關概述

此類型的變壓器就是500kV的油浸式單相自耦三繞組無載的調壓電力變壓器，參數為：額定電壓（525/3）/（230/3±2×2.5%）/36kV；而其額定容量為250/250/80MV.A；短時感應試驗電壓高壓是680 kV、中壓是395kV、低壓是85 kV。而變壓器的型號是ODFS250000/500；Um是550 kV；聯結組標號是Ia0i0。當對變壓器開展出廠試驗工作的時候，必須要依據有關程序開展全部的低壓檢測項目以及所有的空載試驗、沖擊試驗、工頻耐壓等等。開展試驗的這一流程與結果并沒有發生任何異常的事情。

接著相關操作人員開展試驗，也就是短時感應耐壓工作的途中，需要監督以及測驗相關局部放電水平，并且還需要在正式開展試驗的時候開關位于中壓1分接。當進行短時感應耐壓試驗工作時，應當根據相關規定把電壓升到1.5Um/3kV，這時候中壓以及高壓局放量是正常的。當五分鐘過去以后，試驗電壓從1.5Um/3kV上升到680 kV，這個時候的外部電暈聲開始逐漸加大，高壓和中壓側均發生了一些不太穩定的放電信號，也就是局部放電信號。如果680KV的電壓持續時間是20多秒，那么變壓器高壓中性點必定會發生外部閃絡的情況。這時應當即刻把電壓降低且開展分閘工作。檢查發現，中性點套管法蘭螺栓處有放電跡象。

2 關于局放試驗問題分析

2.1 開展頭一次診斷工作

當相關操作人員開展680KV的短時感應耐壓試驗的時候，發現變壓器中壓與高壓側部分都存在著非常多的局部放電信號。如果680KV的試驗電壓所保持的時間是20多秒，則就會出現中性套管外部閃絡的情況。把電壓降低，分閘以后，查看試驗設施以及試驗接線，都沒有任何異常。當相關操作人員進行測量中性點套管的時候并沒有發現任何損失、且電容這一參數并沒有一些比較大的改變。依照相關試驗的詳細情況進行仔細的分析以后發現，很有可能是由于變壓器里面有擊穿放電的問題。要明確故障的類型以及方位，需要再一次確認設施與接線沒有任何不正常之后，開展第二次短時感應試驗。進行試驗的時候，如果低壓側電壓升到了38 kV的時候，出現局放信號，那么高壓側放電量是3600PC，而中壓側的放電量是3100PC，中性點放電量則是400PC，熄滅的電壓是32.6 kV。從這里可以判斷出，其實變壓器出現局部放電信號根本不是由于中性點套管所引發的。

然后，相關操作人員把支撐變壓器拆了，然后開展長時感應電壓試驗工作。在進行試驗以前，要進行校正方波與電壓，然后就可以開始測量各端子間的傳遞比。相關操作人員開展長時感應電壓試驗工作的過程中，一開始試驗不會產生任何異常。可是電壓上升到1.5Um/3kV，且持續2分鐘以后，出現局放信號，這個時候高壓側放電量是488PC，而中壓側的放電量是415PC。在時間過去一分鐘以后，局放信號消除。等到五分鐘以后，把電壓升高到1.7Um/3kV，維持20秒，發現局部放電信號再一次出現了，并且此時的高壓側局部放電信號是468PC，課時低壓側的局部放電信號就是380PC，局部放電信號不怎么穩定，有時候有有時候沒有，而熄滅電壓是0.86Um/3kV。

當降低電壓分閘完成之后，有關操作人員應當重新合閘把電壓上調。通常，剛進行放電電壓是1.42Um/3 kV，此時此刻的高壓側放電量是450PC，而中壓側放電量是5860pc，中壓側放電量是3600PC，停止工作。如果試驗做好以后，就需要測量中性點套管介損、電容等，最后發現并沒有任何不正常。在變壓器第一次短時感應試驗以后的16、4、2.5小時，需要相關操作人員分別取油樣來進行仔細分析，從而了解到變壓器短時感應試驗以后出現了乙炔。在經過大半天的油樣分析結果顯示故障氣體乙炔體積分數高達22.70μL/L。這個時候將短時和長時感應試驗相結合，可以評定出變壓器內部出現擊穿放電，所以需要進行吊芯檢查處理。

2.2 進行吊芯檢查

相關工作人員進行吊芯檢測之后，相關工作人員發現高壓出頭最外邊的絕緣圍屏表層存在著放電的跡象，而高壓出頭右上方500多米的位置調壓引線絕緣木螺桿也有被燒灼的跡象，而對應的油箱磁屏蔽絕緣件上有著爬電的跡象。相關操作人員把高壓線圈外圍板進行拆分，可以看見高壓線圈中部出頭偏下三餅線的地方居然也存在著放電的跡象，而相應的圍屏位置同樣出現了放電擊穿的跡象。把器身干燥且脫油以后，按照次序拔出高壓線圈和調壓線圈等，相關操作人員將其進行檢查以后，并沒有發現別的異常情況。

2.3 因素分析

按照解體的情況，可以判斷出放電路徑是：油箱磁屏蔽、油縫隙、層壓木螺栓、油縫隙、高壓外邊圍屏表層、高壓出頭位置成型絕緣件、高壓繞組外的第一層圍、油隙、高壓線圈下半部首端的三個線餅。依照相關試驗與開展吊芯檢查工作的真實情況，對短時感應試驗680kV試驗電壓以下的變壓器中性點套管和放電路徑上電場的真實情況等進行仔細的分析和計算。分析中性點套管，操作人員進行680kV短時感應試驗的時候，變壓器里面出現了局部放電的情況，且中性點套管也有外部閃絡的情況發生，問題出現以后測量中性點套管電容等沒有任何的不正常。兩次開展短時感應耐壓，發現中性點局放量和傳遞比相符，所以并沒有發現有什么損害到中性點套管的問題。進行短時感應耐壓試驗使用的是支撐試驗的方法，就是采用外加支撐變壓器提高試端試驗電壓，那么支撐變壓器的等效感抗R是1300Ω。假如高壓發生對地擊穿的時候，電流變化速度di/dt很大，且中壓和中性點處在不一樣的波阻抗聯結處，都出現了較大的波反射，讓其對地電壓很高，進而讓中性點套管出現外部閃絡的問題。

3 關于故障處理分析

第一，相關人員在高場強地區運用了貫穿性長木螺栓這一構架，因此把隔板絕緣的作用破壞了，把純油隙變成了爬電距離，將絕緣強度縮小了。第二，由于油箱壁上磁屏蔽的紙板太短了，沒有覆蓋故障木螺栓，引發此螺栓正對油箱磁屏蔽，縮小了絕緣性的強度。按照故障產生的因素，可以采用這樣的方式來處置：首先，使用新購買的絕緣性強度好的木螺栓代替變壓器上全部的木螺栓。其次，相關操作人員應當在結構的設計這一層面，消除高壓引線出頭地區所使用的外隔板的木螺栓，并且外隔板最好采用懸掛式進行緊固，如此就可以避免螺栓在高長強地區的擊穿放電，還可以有效預防發生隔板貫穿性問題。再次，在結構設計這一層面，相關操作人員必須要將覆蓋在油箱磁屏蔽上面的紙板厚度加大，可以在油箱以及高壓觸頭地區增添一個隔板，進而提升絕緣度。清理和替換絕緣件，最后重新繞制高壓線圈。

4 結語

通過上述分析，因為在生產以及制造分級絕緣變壓器的時候，生產商依照真實的絕緣性能有關要求，運用了不一樣的絕緣強度絕緣件。為防止絕緣件被錯誤使用，需要廠方增強絕緣件入廠監督工作和檢測方面的工作，且檢查絕緣件運用的效果。最后在木螺栓運用的這一層面，應當嚴格把控螺栓端部長度，并且防止把螺栓使用到高場強地區，避免油隙構架被損害，造成絕緣性減弱。

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