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摘要：大型电力变压器是电力系统的重要设备，其运行状况直接关系到电网的安全稳定运行。电力变压器由于造价昂贵，一旦发生事故将会带来巨大的经济损失，因此，开展电力变压器状态检测与诊断技术具有重要意义。
关键词：电力变压器；局部放电；故障诊断
电力变压器是电力系统中主要电气设备之一。电力变压器绝缘是电力变压器，特别是超高压电力变压器的重要组成部分，不但对变压器的单台极限容量和运行可靠性具有决定意义，而且对变压器的经济指标也具有重要影响。运行经验表明，电力变压器的绝缘结构及其所用的绝缘材料的可靠性，直接影响电力变压器的运行可靠性。根据国外的研究结果，超高压变压器在工作电压下长期运行寿命与其绝缘中有无局部放电密切相关，即局部放电量越低则正常寿命越高。
统计资料表明，变压器故障仍以绝缘故障为主，一些非绝缘性原发故障可以转化为绝缘故障，而且，变压器绝缘的劣化往往不是单一因素造成的，而是多种因素共同作用的结果[1-3]。研究表明，局部放电既是绝缘劣化的原因，又是绝缘劣化的先兆和表现形式。当局部放电量小于 1000p C 作用时间为几分钟时，不会在纸、纸板等固体绝缘上留下可见的损伤痕迹，而放电量较大时，几分钟作用便会使固体绝缘造成明显的损伤[4-5]。目前，电力部门针对电力变压器开展的停电例行试验均是在低压下进行（10k V 及以下），可以发现集中性或贯穿性的绝缘缺陷，但是对于局部分布式绝缘缺陷则难以有效的检测[6-7]。运用电力变压器带电检测技术可以有效的检测变压器在运行电压下的绝缘状况，能及早的发现故障，因此，以带电检测技术为主要手段，结合停电例行试验以及日常巡视等多种方法对电力设备进行状态评价是开展状态检修的发展趋势。
1 500kV主变压器局部放电试验
变压器局部放电测试是考核一台变压器的绝缘水平是否存在着安全隐患的有效方法，所以，变压器的局部放电测量结论是判断一台变压器绝缘性能好坏的有效方法。下面以某变电站500kV主变局部放电情况的试验为例，此种测量方法的运用做简单介绍。某变电站1﹟主变的出线结构为GIS，由于变压器的高压侧结构为GIS出线（高压套管与GIS出线直接相联，不可采用常用的测量方式。应该先将主变低压侧套管气室打开，拆除低压侧的引流线，同时将其封闭母线完全可靠接地，将主变高压侧与GIS结构的联接部位打开，主变压器高压侧的CT（电流互感器）的二次进行短路接地，将GIS结构中主变压器的断路器及刀闸全部闭合，并做可靠接地。把高压侧的油气套管导电部位与方波信号发声器的输出端相联，并对方波信号输出端档位进行调解，直到合适，然后进行校正，记录下方波信号发生器的指示数m，之后将方波信号发声器的输出端口与方波信号发生器打到阻抗上的放电量处相连接，记录显示的示数n，计算示数n与之前记录的示数m的比值k，即k=n/m。局部放电仪经过校准之后，将界线拆除，然后封闭GIS，在其中充入充足的六氟化硫气体，要注意的是，要保证气压要能够到达气室的额定数值，这样才能保证其有足够的绝缘性能。试验之前，在阻抗上校准局部放电水平，用测得的比值k，就可以得到视在放电量数据了。
2缺陷的检测
第1次现场试验：主变停止运行，运用电气法用外加电压进行局部放电测量，同时运用电气法和特高频法对局部放电水平进行试验。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首次外加电压为1.0时有放电反应，中压侧大概4000pC，高压侧约大概1000pC，外加电压升高到1.5/√3时，中压侧大概7000pC，高压侧大概2000pC，特高频测得数值为-40dBm，铁心局部放电量大概180000pC。加压维持30min，局部放电现象持续存在，中途偶然会有停顿，从得到的波形能够推断出变压器内部隐藏着缺陷。为了能够更确定变压器内部放电现象的存在，进行多次试验。第二次外部施压时，电压为30kV出现放电现象，随着电压的逐渐升高，局部放电水平也逐渐增强，试验电压升高到1.5／√3时得到的放电量水平的结果与首次试验一致。为了排除变压器内部的其它异常，对试验正常的B相进行测量，同样用电气法测得局部放电水平的结果为：中压侧约340pC，高压侧约120pC；特高频未测得放电信号。对B相进行局放试验时，首次高压侧并没有加均压帽，用电气法在1.5／√3倍Um时局部放电测试仪测得的电晕放电量约16000pC，特高频测得时域信号值，最高-85dBm，没有放电信号，比C相的局部放电量少了45dBm。
3变压器局部放电带感应耐压试验
3.1校准
放电量拆除变压器和GIL结构间的连接导体，然后把高压侧的油气套管导电部位与方波信号发声器的输出端相联，不断调整方波信号发声器输出端档位，使局部放电仪上显示的局部放电量和方波信号发声器档位指示数保持一致。校准完毕后，将局部放电仪上的所测参数作为校准放电量，也就是试验参数。
3.2试验保护措施
在局部放电仪上的参数进行校准之后，要拆除连接用的导线，再将气室进行封闭，然后在封闭的气室中充入足够的六氟化硫，要使气压达到气室所能容纳的峰值，确保绝缘性能。拆除引流线，然后将处于低压侧的封闭性的母线接地；将处于高座上的电流互感器处置为短路，然后将其可靠接地；同时还要将GIS结构中的断路器以及刀闸全部闭合，并可靠接地。
3.3试验接线
对500kV一号变用并联谐振式的耐压装置做局部性的放电试验，一号变用压绕组单相励磁，将另一侧可靠接地，并将高压绕组中性点接地，然后将它们分相进行试验，试验频率为100Hz~150Hz以内。3.4加压程序整个局部放电试验分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ这5个阶段进行，Ⅰ段里的预加压时间为5min，Ⅱ段为5min，Ⅲ段是40s~60s，这是根据实验频率来决定的，Ⅳ段的局部放电测量时间是60min，而Ⅴ段的稳定时间是5min。一般说来，局部方面试验的电源输出频率是很高的，一般要大于100Hz，也就是说变压器是容性负载，这是变频电源的容量会大幅度减低，所以需要对容量进行补偿。可以使用两台电抗器进行补偿，在电压最高的情况下每台电抗器会补偿至少11A的容性电流。3.5试验判断根据《电力装置安装工程电气设备交接试验标准》以及《电力变压器第三部分：绝缘水平、绝缘实验和外绝缘空气间隙》的相关规定，绕组管耐压和局部放电测量的试验需要满足以下几个条件：进行试验的电压不能毫无预兆的降低；U2的加压试验阶段，要保证局部放电水平持续不得≤500pC；在U2下，局放放电水平不持续增加，偶尔的大幅值脉冲放电可忽略；在1.1Um/√3情况下，视在持续放电水平≤100pC。
3.6试验结论
将某变电站的500kV一号变现场绕组及套管的感应耐压带局部放电水平进行试验，试验结果为：没有产生任何的击穿性放电以及外绝缘体的闪络现象，同时局部放电量没有达到标准，这可以显示试验是合格的。
3.7预防性措施
1）在变压器组件的装配环节中，应严格按照施工工艺进行，螺栓力矩应满足技术要求，关键环节应进行二次复验及试验验证。
2）在变压器日常运行过程中，要积极开展带电检测工作，一旦发现异常，要加强跟踪巡视，并结合油色谱分析、局放测试、红外测温、铁心接地电流等手段对异常情况进行分析诊断，并制定合理的处理措施，保障设备安全稳定运行。
4结论
一般情况下，变压器的高压侧出线是由引流线以及套管来将其连接起来的。也就是说在变压器高压侧与GIS结构通过油气套管相连接时，视在放电水平校准及局放量水平试验中变压器和GIS结构的连接要断开，GIS气室内要充满六氟化硫气体，并妥善做好GIS结构与变压器的连接回路中各个设备的可靠接地措施。
参考文献
[1]王国柱，马保东.500kV变压器局部放电试验分析[J].河北电力技术，2011（4）.
[2]余柏林，蒋旭平.500kV变压器局部放电试验研究[J].科学咨询（决策管理），2010（5）
论文作者:刘召坤
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/15
标签：局部论文; 变压器论文; 电量论文; 高压论文; 水平论文; 电压论文; 电力变压器论文; 《建筑学研究前沿》2017年第34期论文;