主變局部放電試驗超標(biāo)原因分析

蘇同斐

摘 要：在變壓器投運前，除對變壓器進(jìn)行基本絕緣檢查外，最重要的是常規(guī)項目合格后的感應(yīng)耐壓和局部放電試驗，若該試驗順利通過，主變方能順利送電。本文就一起局放試驗數(shù)據(jù)超標(biāo)案例進(jìn)行分析，為今后出現(xiàn)此類情況提供參考。

關(guān)鍵詞：變壓器；局部放電；升高座；受潮

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.141

1 案例經(jīng)過

2018年1月，某公司一臺主變因抗短路能力不足進(jìn)行返廠改造，改造后現(xiàn)場安裝并交接試驗完成后對其開展局放試驗，發(fā)現(xiàn)中壓側(cè)Am、Bm兩相局放量分別為：Am相2700pC，Bm相5400pC，局放量超出1.5Um/下小于500pC的規(guī)定[1]。根據(jù)現(xiàn)場試驗情況，結(jié)合現(xiàn)場安裝過程工作記錄，初步排查后確定套管損傷位置，將Am、Bm兩相中壓去掉最外兩層絕緣，用新烘好的皺紋紙從瓦楞紙位置往上再包4-5層，處理后進(jìn)行局放試驗，局放量小于500pC，試驗數(shù)據(jù)合格。

2 異常原因分析

2.1 異常發(fā)現(xiàn)過程

2018年1月，在對某變電站主變返廠抗短路能力不足改造后，主變經(jīng)現(xiàn)場安裝和交接試驗，進(jìn)入最后局放試驗階段。按照交接試驗標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗中逐加壓，施加電壓頻率為兩倍頻，預(yù)加最高試驗電壓為U1=1.7Um/=247.3kV，試驗時間 T=120×（f額定/f試驗）=120×（50/100）=60（s）（當(dāng)f試驗≤2f額定時，T=60s；當(dāng)f試驗>2f額定時，T按上式計算，但不應(yīng)少于15s）[2]。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求的升壓試驗線進(jìn)行加壓，對中壓側(cè)Am相進(jìn)行局放檢測時，當(dāng)中壓側(cè)Am相感應(yīng)電壓達(dá)到0.65Um時產(chǎn)生局部放電，此時局部放電量達(dá)到500pC，隨著電壓的升高，局放量逐漸升高，當(dāng)電壓達(dá)到1.5 Um時，局放量達(dá)到2700pC。對中壓側(cè)Bm相進(jìn)行局放檢測時，當(dāng)中壓側(cè)Bm相感應(yīng)電壓達(dá)到0.40Um時產(chǎn)生局部放電，此時局部放電量達(dá)到500pC，隨著電壓的升高，局放量逐漸升高，當(dāng)電壓達(dá)到1.5 Um時，局放量達(dá)到5400pC。可見，中壓側(cè)Am、Bm兩相局放量已遠(yuǎn)超規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 處理后復(fù)測

根據(jù)現(xiàn)場試驗情況，結(jié)合現(xiàn)場安裝過程工作記錄，初步判斷局放不合格原因可能為中壓首頭絕緣件受潮。現(xiàn)場拆除中壓Am、Bm兩相套管和升高座，將Am、Bm兩相中壓去掉最外兩層絕緣，用新烘好的皺紋紙從瓦楞紙位置往上再包4-5層；檢查引線無問題后，用瓦楞紙往中壓Am、Bm兩相根部塞2層，然后包好；復(fù)裝中壓Am、Bm相升高座和套管，待主變再次達(dá)到試驗條件后進(jìn)行局放試驗復(fù)測。

局放復(fù)測過程中，試驗人員密切關(guān)注原放電點，未發(fā)現(xiàn)擊穿現(xiàn)象；在感應(yīng)耐壓階段，三相高壓、中壓繞組視在放電量為80 pC，均小于注意值，且不呈現(xiàn)持續(xù)增加的趨勢，該情況滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，試驗合格。

2.3 影響因素分析

變壓器在制造、運輸和安裝過程中，都會產(chǎn)生影響現(xiàn)場局放試驗不合格的因素。變壓器中產(chǎn)生局放的來源主要包括以下方面：

（1）材料問題，例如油中存在氣泡、固體絕緣材料中殘留空腔。由于兩種介質(zhì)介電常數(shù)不同，空氣和油、空氣和固體絕緣材料的耐壓強(qiáng)度不同，因而氣體中廠強(qiáng)高易放電 [3]；（2）絕緣、線圈、總裝的環(huán)境等外界條件影響局放結(jié)果；（3）質(zhì)量不佳。如若某些部位留有金屬毛刺等尖端，則易產(chǎn)生放電；（4）金屬部件、導(dǎo)體之間接觸不良引起的放電。

通常情況下，排除以上問題后， 變壓器局部放電試驗中仍出現(xiàn)放電波形異常、局放量超標(biāo)，則主要有以下幾點可能：（1）檢測阻抗選擇不當(dāng)。局放測試中，需要選擇合適的檢測阻抗，才能獲得較高的靈敏度，將脈沖電流轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電壓。（2）均壓帽的問題。若試驗中使用的均壓帽表面不平整、有毛刺、裸銅線漏出帽外、帽沿碰到瓷裙等，都可能使局放量異常增大。（3）套管型電流互感器的影響。試驗時要求變壓器升高座內(nèi)的套管型電流互感器，二次繞組的出線端應(yīng)接地，若實際試驗時僅短路而未接地，在升壓過程中二次繞組將懸浮放電，局放量大幅增加。

2.4 異常原因分析

根據(jù)前后試驗情況，初步判斷本次局放不合格原因為中壓首頭絕緣件受潮。變壓器安裝時間為2017年12月26日至2018年1月3日。安裝期間，12月29日、30日連續(xù)兩天大霧，空氣濕度100%（其余安裝時間空氣濕度均小于65%），現(xiàn)場雖停工并已做防護(hù)，但部分絕緣件及變壓器油仍受潮。

為盡快滿足客戶需求，變壓器出廠前已做好免吊罩安裝措施，現(xiàn)場進(jìn)行附件安裝時，變壓器油位抽至升高座下口，待附件安裝完成后再抽真空、注油。現(xiàn)場抽真空時間較短，易導(dǎo)致變壓器油中氣泡溶解并聚集于升高座部位。其次，在未打開高壓側(cè)安裝入孔觀察的情況下，憑借經(jīng)驗安裝高壓側(cè)套管，易導(dǎo)致高壓引線絕緣受損。最后，在環(huán)境溫濕度滿足安裝要求的條件下，部分鐵心和繞組暴露在空氣中的時間較長，易使絕緣件受潮，在注油中若未進(jìn)行熱油循環(huán)，則可能導(dǎo)致受潮加劇。根據(jù)現(xiàn)場安裝過程分析認(rèn)為，安裝時絕緣件受潮及變壓器油受潮這是導(dǎo)致變壓器局放試驗不合格的主要原因。

3 結(jié)語

變壓器在安裝、運輸過程中難免會因為環(huán)境等因素影響，導(dǎo)致其絕緣造成受潮或損壞，通過本文這起案例，在今后變壓器更換過程中，需要注意以下幾點：

（1）在嚴(yán)格控制生產(chǎn)現(xiàn)場工藝及流程基礎(chǔ)上，要嚴(yán)格按照裝配流程開展各環(huán)節(jié)工作，從源頭管控變壓器本體質(zhì)量，以確保變壓器安全、可靠運行。

（2）變壓器從本體拆開蓋板到密封，器身暴露時間不得超過規(guī)定時間否則必須進(jìn)行密封抽真空處理后繼續(xù)處理。抽真空的時間不得小于暴露時間。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB1094.3-2003電力變壓器（第3部分）絕緣水平、絕緣試驗和外絕緣空氣間隙[S].

[2]GB50180-2006電氣裝置安裝工程：電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]陳天翔，王寅仲，海世杰等.電氣試驗[M].北京：中國電力出版社，2008.