特高壓換流變壓器局部放電故障現場定位診斷實例

鄒冠錕 吳國麗

摘要：我國作為電力大國，近年來直流輸電工程項目取得長足發展，在超遠距離輸電的組成部分中，特高壓直流輸電居于重要的地位，在日后的發展活動中，國家電網公司將會進一步強化特高壓直流輸電網建設工作。對于直流輸變電線路而言，特高壓換流變壓器發揮著重要的作用，直流輸變電線路運行的可靠性與有效性會直接受到特高壓換流變壓器運行情況的影響，為了確保直流輸變電線路的高效運行，需要重視特高壓換流變壓器。

關鍵詞：變壓器;放電故障;定位診斷

一、局部放電故障處理方法

在變壓器中，一旦產生局部放電問題，關于故障點位置的明確方面，通常利用故障定位的方式。一般情況下，關于局部放電的定位方面，其主要包含兩種方式，即電氣定位與電聲定位。并以定位結果為依據，認真開展相關的內檢或者吊裝活動，并將故障點查找出來，采取相關的處理措施。

1.電氣定位

通常情況下，關于電氣定位方法方面，多端子傳遞關系測量法與放電圖形比較法應用比較普遍。該方法的主要原理就是，在產生放電故障的情況下，在產品中，就會促使放電信號源的生成，利用所生成的放電信號源，放電信號就會開展信號的對外傳輸活動，在套管的測量端子處，就可以將這些信號檢測出來，關于信號的波形與幅值方面，且存在著一定的差異，針對所有套管端頭，會開展相關的方波矯正活動，并對其中的傳遞關系作出記載，在某個套管端頭位置處施加校準脈沖，利用阻抗，還可以將其他較準量值測量出來，并對相關波形作出觀察，進而將所有端頭間的比值關系計算出來。總而言之，在電氣定位法中，只可對大致位置作出確定。

2.電聲定位

在變壓器中，倘若產生放電點，在同一時間放電源就會產生聲波，在介質中，聲信號與電信號的傳播速度有所不同，這樣就可以對信號源的實際位置作出明確。放電超聲波的傳播活動主要是利用球面波的形式，所以，在變壓器上附加靈敏性較高的超聲傳感器，在完成聲信號的接收之后，利用光電轉換裝置，就可以實現聲信號的轉變活動，可以將其變化成電信號，除了可以將其顯示出來之外，還可以開展測量活動。

二、特高壓換流變壓器局部放電故障定位實例

1. 實例一

在某特高壓換流站中，ZZDFPZ-493100/500～600極II高端Y/D-C相換流變乙炔信號出現報警，迅速檢查并測試了該產品的變壓器油氣體含量，乙炔含量的增長非常迅速，由最初的0.67，逐步上升至1.06 、1.13 、1.40，最后高達2.61。

為了促使電網的順利運行得到保障，在帶電運行的情況下，測量了局部放電位置，相關結果表明，在換流變中存在著局部放電異常問題。將耦合傳感器設置于本體夾件接地排線位置處，通過電信號將超聲信號觸發。在此次的測量活動中，將超聲探頭設置于換流變壓力釋放閥下方位置處。以具體的超聲位置為依據，開展相關的計算活動，變壓器內部下托板周圍位置處屬于放電點。通過分析內部圖紙可以得出，磁壓板與夾件屏蔽管的緊固螺絲屬于該位置，依據傳統的工作經驗可以得出，倘若緊固螺栓松動所造成的接觸不良，面對高場強的情況，就會導致局部放電問題的出現，待情況加劇之后，就會生成乙炔等特征氣體，對此次實驗結果的準確性作出了檢驗與證明。

第一，內檢方案

以局部放電定位的位置為依據，對相關內檢方案作出了明確。首先開展變壓器的充氣排油活動，在結束排油，就會以超聲并未的位置為依據，開展相關的檢查工作。

第二，內檢結果

結束變壓器的放油工作之后，有關工作人員就會檢查變壓器內部，進而得出，關于產品上部夾件屏蔽的緊固螺栓方面，存在著松動問題，夾件屏蔽絕緣放電痕跡比較顯著，這樣對此次局部放電定位測量的正確性做出了證明。面對該問題，全面改進了上部夾件屏蔽絕緣，并對松動的螺栓采取緊固措施，在完成上述操作活動之后開展試驗活動，試驗結果合格，變壓器又開始正常運行。

2. 實例二

在某特高壓換流站中出現了信號報警情況，2.3×10-6是乙炔含量，甲烷為13.0，乙烯為1.1，乙烷為1.7，乙炔為2.3，氫氣為11.8，一氧化碳為430，二氧化碳為2100。

為了促使產品的安全性能得到保障，在此次的試驗中，通過退出運行，針對換流站內部，實施了現場局部放電測量方案，在此次的測量活動中，將耦合傳感器放置于產品本體夾件接地位置處，其中，局部放電的電信號的接收活動，主要通過該傳感器來完成，在結束相關接收活動之后，還會開展電信號的輸送活動，確保測量儀器能夠接收有關信號，并將聲信號觸發。然而，該產品屬于我國早期所研發的特高壓直流產品的范疇，其鐵芯夾件接地具備一定的特殊性，面對該類型的鐵芯夾件，倘若利用掛網運行的情況，開展帶電檢測活動，則很難確保耦合傳感器安裝活動的完成，后續的定位工作也很難開展。通過局部放電測量工作得出，由于變壓器不存在局部放電信號，很難確保超聲定位工作的開展。只能利用油色譜數據，進一步分析變壓器故障。在變壓器油中，空氣屬于主要的溶解氣體。在高壓實驗與變壓器正常運行中，性變壓器中變壓器油所產生的氫氣、一氧化碳、二氧化碳等量非常少。倘若產生故障，這些氣體的生成量就會比較大，這些氣體被稱作故障特征氣體。由此可見，局部放電缺陷引發的乙炔含量超標，變壓器內部放電痕跡比較突出。

第一，內檢方案

以傳統的同類型故障點的修復經驗為依據，并與變壓器結構情況緊密聯系起來，對內檢方案作出了明確。針對變壓器，首先開展充氣排油活動，在結束排油之后，工作人員就會深入檢查變壓器內部情況，主要的檢測位置就是器身磁壓板接地點、夾件屏蔽管、固定螺栓等。

第二，內檢結果

在結束放油工作之后，通過檢查可以得出，關于產品上部夾件屏蔽處方面，其緊固螺栓存有松動問題，其中的放電痕跡非常突出。

三、結束語

針對換流變壓器，文章利用局部放電超聲定位檢測方式方法，對放電點的位置做出了明確，在此基礎上，針對有關產品，開展了現場排油內檢活動，將顯著的放電痕跡查找出來，在科學修復變壓器之后，并開展了實驗工作，保障了檢測結果的合格，并對超聲定位的科學性與有效性作出了檢驗，這樣在后續的工作中，一旦遭遇相似問題，運維人員可以參考相關處理措施，相關的研究工作具備重要的意義，可以對日后的實踐活動起到良好的指導作用。

參考文獻

[1]馬斌，黃炫磊.特高壓換流變壓器局部放電故障現場定位診斷實例[J].機電信息，2020（14）：1-3.