500kV主变局放超标原因分析及对策解析

第第页共14页500kV主变局放超标原因分析及对策（川藏联网西藏段工程项目部谭明伦）摘要：测量主变局部放电水平，是评定变压器绝缘性能的有效方法，能成功检测其绝缘微小缺陷，也是考核变压器能否在工作电压下长但局期安全运行的检验方法，因而局部放电试验在现场得到广泛应用。但局放试验由于其测试原理的局限性，受影响因素较多，甚至有些局放试验发现的异常无法准确分析其原因，不利于电网主设备的安全运行，更有可能由于外部干扰和试验方法的不正确导致不必要的资源浪费， 应该引起我们的广泛关注和研讨。本文通过对局放试验不合格的工作变压器的现象分析，优化细究整改和调试方案，对试验数据综合分析，对如何有效开展局放试验和分析提出了一些有益尝试。关键词：主变局放超标分析及对策、主变局部放电试验的目的和意义变压器一般的缺陷都能在制造过程中被检测或消除，但在电场作用下，变压器绝缘系统中绝缘性能薄弱的地方会被激发而出现局部放电现象，且在制造过程中不易被控制，所以变压器局部放电测量成了变压器试验的重要项目。测量变压器局部放电水平，是评定变压器绝缘性能的有效方法。局部放电试验是一种能成功地检测绝缘中微小缺陷的有效方法，也是考核变压器能否在工作电压下长期安全运行的检验方法， 因而局部放电试验在现场得到广泛应用。局部放电电气检测的基本原理是在定的电压下测定试品绝缘结构中局部放电所产生的高频电流脉冲。二、某500千伏变电站主变局放检测现象（一）油中溶解气体常规测试报告设备名称电压等级（kV）油中溶解气体组分及含量卩L（气）/L （油）H2COC02CHC2H6C2H4C2H2总烃#1(72387)5000.0010.87144.670.510.000.000.000.51

#2(37112)5000.0015.28201.190.600.000.000.000.60变压器油罐5000.0015.05185.220.550.000.000.000.55#1主变滤后5001.151.5395.260.250.270.110.000.63#2主变滤后5000.001.8491.460.290.240.120.000.65测试意见正常参考或采用标准的质量指标GB50150-2006气体变压器和电抗器互感器套管氢<10<50<150乙炔000总烃<20<10<10测试方法:GB/T17623-1998:测试仪器:GC-2000A气相色谱仪；室温:20C■:相对湿度:40%;大气压力：96.2kp（二）局放试验设备名称型号/规格编号测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差有效期至/检测或校准日期多通道数字式局部放电综合分析仪TWPD-2B-2CA1011DA3310.1pC—10000nC0.05pC2012.12电容分压器ZGS1A-200232054A0-200kV1%2012.12试验变压器型号及主要参数、型号：OSFPS-75OOO05OO、额定电压550/242±2X2.5%/36kV、额定容量750/750/240MVA、接线组别YN,aO,dn、出厂序号、额定电压550/242±2X2.5%/36kV、额定容量750/750/240MVA、接线组别YN,aO,dn、出厂序号100749211、100749221&出厂日期2011年4月、2011年5月7、生产厂家特变电工衡阳变压器有限公司8、测试标准8、测试标准试验电压：U=1.3Un/V3=413(kV);9、合格标准9、合格标准不大于300pC（三）局放试验过程1、试验人员于2011年11月21日对#2主变进行了局部放电试验。A相、B相局放量符合GB50150-2006的相关标准。对C相进行局部放电试验时，加压至4kV（低压侧），突然出现大幅值放电，高压约为8000pC,中压约为1300pC,随着电压升高，幅值基本不变，但放电密度增大，达到试验电压1.5Um/V3时，局放量同样为高压8000pC左右、中压130OpC左右；然后通过对换均压环、改变加压方式、对换检测阻抗等手段重复进行了多次试验，试验结果基本不变。2、试验人员于11月22日对#1主变进行局部放电试验。A相、B相局放量符合GB50150-2006的相关标准。对C相进行局部放电试验时,加压至5kV（低压侧）时，突然出现大幅值放电，高压约 7000pC,中压为1000PC随着电压升高，幅值有所增加，且放电密度增加，放电波形与21日2#主变C相的试验波形基本一致。当试验电压达到20kV（低压侧）时，局放量高压为12000pC左右、中压为1700pC左右。然后通过改变加压方式、对换检测阻抗等手段重复进行了多次试验，试验结果基本不变。3、厂家技术代表于23日到达现场，会同试验人员共同重新进行了1#主变局部放电试验。对C相进行局部放电试验，加压至6.6kV（低压侧）时，突然出现大幅值放电，高压约8000pC左右，中压为lOOOpC左右。随着电压升高，幅值增加，且放电密度增加，放电波形与 22日1#主变C相得试验波形图普特征基本一致。当试验电压达到 25kV（低压侧）时，局放量高压侧为15000pC左右、中压侧为2400pC左右。然后通过改变加压方式、对换检测阻抗等手段重复进行了多次试验，试验波形谱特征基本不变，但起始、熄灭电压不固定，从 4kV（低压侧）到9kV（低压侧）上下浮动，在多次重复实验时，当低压侧电压 20kV时,高压侧放电量在6000pC至15000pC范围内变化，中压侧放电量在900pC至2700pC范围内变化。4、试验低压侧达到25kV时，由于存在较大放电量，经与衡变技术代表沟通，为避免可能存在的故障扩大，试验电压没有继续升高。（四）试验结论

1、当出线较大幅值放大量时，#1、#2主变高、中压侧局放波形图谱特征始终对应，且起始放电时，出现对称的1至2个脉冲，随着试验电压的提高，脉冲个数不断增多，密度加大。#2主变局2、通过试验，试验人员认为：500kV色尔古变电站#1#2主变局部放电不满足GB5O150-2006的相关标准要求。（五）分析意见1、局放试验时，起始放电电压均很低，试验电压加到1、局放试验时，起始放电电压均很低，试验电压加到11%左右局可判断放就达到8000pC,并且随着试验电压升高，局放无明显增加,可判断放电在高场强附近；2、根据局放波形，出现较对称的脉冲，且随着试验电压的升高，脉冲个数不断增加，密度增加，但幅值无明显增大，可判断属金属悬浮放电;3、根据现场试验，高压C相局放8000pC,中压C相局放2000pC,夹件局放2000pC,符合传输比，较大幅值放电量时，1#、2#主变高压、中压侧局放波形图谱特征始终对应，根据分析中压局放为高压传输过来，中压本身无局部放电，可判断局放位置在高压C相首端;4、根据现场对接地、电源点排查及阻抗试验，可排除局放为外部干扰。基于以上四点分析，初步判断1#及2#主变高压C相局放故障点在500kV出线装置内。（六）处理要求1、要求厂家、施工主体单位对#1及#2主变高压C相500kV出线装置进行彻底检查，找出故障位置;2、分析故障原因，提出整改措施，报四川省电力公司同意后，立即实施整改;3、整改完成后，要求厂家、施工单位配合调试单位完成现场交接试验。现场整改处理方案1、准备工作(48h)检修现场情况的勘察：作业区域地面平整程度、各方向上的障碍物、地面的承重情况、电源接入点等基本情况，确定汽车吊的合理作业区域，同时掌握近期气象条件，以便制定切实可行的现场工作计划。测量场地并按设备大小，同时兼顾接入线缆、电源线盘以及连接管道长度等各方面因素，确定设备布置方案。到站物资的清点核对：按照发货清单逐一清点核对到站的所有物资，检查确认到站的各项物资是否齐全、完好。设备就位：根据现场实际情况，充分考虑到满足整个现场检查过程中各个阶段的需要，将设备就位。技术要求:需要设备：干燥空气发生器、高真空机组、高真空滤油机、真空系统、滤油系统所需储油罐、管接头、钢丝软管、美式喉箍、麦氏真空计等;设备的安装调试培训：对本次现场检修所用的设备，设备科人员现场进行安装调试，并负责对操作者进行有关设备安全运行、操作技能、故障的判断与排除等方面的培训。供电电源的接入：由专业电工根据现场供电电源的位置、设备的布放位置、供电电源与设备的功率匹配、现场作业用电的安全可靠性等因素，采用最佳接线方式连接好供电线路，保证现场安全、可靠、持续供电。④制定定详细、周密、科学、合理、具体的现场检修分工计划：事先分阶段有针对性的制定详细、周密、科学、合理、具体的现场检修分工计划。

2、主体热油循环(60h)关闭所有风冷却器与主体连通的下部蝶阀，利用下节油箱注放油阀与主体箱顶抽真空蝶阀分别连接高真空滤油机进、出油口。打开高真空滤油机与主体连通管路上的所有阀门。开启高真空滤油机，开始刺主体热油循环加热器身。主体热油循环加热器身完成之盾，关闭高真空滤油机。(5)(5)技术要求:连接高真空滤油机机的两个阀门必须选择主体对角的上下两个阀门。②高真空滤油机出口油65r，油流速度设定为12000L/h。器身加热至滤油机进温始终设定为口油温高于环境温度 10r，再继续循环加热24h后停止。3、整体充气排油(15h)拆除储油柜排气管阀门蒙板，在排气管阀门处连接充气装置,在下节油箱注放油阀处连接回油管道至高真空滤油机进油口再用回油管道将高真空滤油机出油口连接至储油罐下部注放油阀门， 打开回油管路上的全部阀门，开启高真空滤油机开始抽油。抽油至储油柜油位指示接近下限值时，打开排气管阀门开始充气排油。充气排油的同时汽车吊就位支撑、调整好角度，并安装好套管吊具准备起吊套管、摆放好套管水平放置下部泡沫垫。工艺要求:整个充气排油过程中充气装置压力表的示数均不得超过0.03MPa充气排油结束后，应立即关闭冷却系统与主体的连通蝶阀。变压器油排完后，立即关闭储油柜排气管阀门和回油管路上的全部阀门，关闭高真空滤油机，停止排油并拆除回油管路。设备需求：空气压缩机和干燥空气发生器(开工前需提前开启)、高真空滤油机、洁净的40t储油罐、充气管路、油管路、管接头、活动扳手。4、器身检查(8h)缓慢打开主体箱顶抽真空蝶阀，破除主体内部气体正压，直至油箱内外无压力差。打开离C相高压侧人孔，待油箱内外无压差后进入油箱内部检查，整个过程油箱外必须有专人监护。(3)按设计信息联络单JS2011-11-257要求对器身进行检查，并对所有检查部位进行拍照。(4)检查过程中如需将套管稍稍提起，事先准备好 25t汽车吊,并按套管使用说明书要求将套管吊具及吊索装配好， 拆卸高压C相套管安装法兰与测量装置之间的连接螺栓，缓慢提升套管至均压球上，检查出线装置等位线。将检查结果尽快反馈至公司。检查完毕后复装套管，可靠密封。工艺要求:操作人员接触器身作业时，必须作好必要的防护，戴好白手套并套好一次性鞋套。器身内部检查时间严格控制在8h之内。整个检查过程向油箱内部充入干燥空气。5、真空注油(65h)启动真空机组开始对变压器抽真空。抽真空期间，在下节油箱注放油阀处连接注汕管道至高真空滤油机出油口，再用回油管道将高真空滤油机进油口连接至油罐下部注

放油阀门。打开注油管路上的所有阀门，启动高真空滤油机开始真空注油。真空注油至油面距箱顶300mm左右处即关闭高真空滤油机及F节油箱注放油阀暂时停止注油，继续抽真空F节油箱注放油阀暂时停止注油，继续抽真空4h。关闭主体箱顶抽真空蝶阀，拆除抽真空管路，将抽真空管路改接至储油柜呼吸管阀门处，打开该阀门启动高真空机组，打开下节油箱注放油阀，启动高真空滤油机开始第三次注油。一次性将油加注到储油柜油位计指示 5的位置，关闭真空净油机出油口阀门，停止注油，继续抽真空4小时后拆除抽真空管路，破除真空，再从储油柜的加油管向储油柜内补油到规定油位值。(7)关闭储油柜注放油阀门，关闭高真空滤油机，停止注油。工艺要求:①在一次性将主体内真空残压降至W133Pa,前真空时间》24h后,可以开始真空注油。真空注油分三次进行，第一次注油至主体油箱高度的一半位置,停止注油4h,第二次注油至距箱顶300mn左右处，停止注油4h,第三次注油至储油柜规定油位。整个真空注油过程中，高真空滤油机出口油温始终设定为 65°C,油流速度设定为5000-6000L/h。设备需求：高真空机组、高真空滤油机、洁净的40t油桶、真空管路、油管路、管接头、麦氏真空计、活动扳手。&热油循环(72h)利用主体箱顶抽真空蝶阀与下节油箱注放油阀连接高真空滤油机。打开高真空滤油机与主体连通管路上的所有阀门。

(3)开启高真空滤油机，开始对主体热油循环。(3)注放油阀。主体热油循环完毕后，关闭主体箱顶抽真空蝶阀、下节油箱注放油阀。关闭高真空滤油机，并拆除其与主体的所有连接管路，用蒙板将下节油箱注放油阀法兰密封。（6）工艺要求:①连接高真空滤油机的两个阀门必须选择主体对角的上下两个阀门。②高真空滤油机出口油温始终设定为70②高真空滤油机出口油温始终设定为70C,油流速度设定为12000Lfh，热油循环时间》72h。③热油循环结束前，变压器内变压器油油质指标应达到：耐压》70kV,含水量WlOppm,含气量W0.5%,介损w0.2%,颗粒度w1000个。（八）试验结果首先处理了#1主变，将变压器油放出后对升高座重新进行了安装,并将内部的等电位线等可能导致接触不良而发生悬浮放电的部位重点进行了紧固。#1主变经过处理，重新注油静置后重新进行试验，试验方法及设备与第一次试验一样，试验现场由厂家技术人员共同参与，#1主变试验合格。随后，在厂家的要求下，对未进行处理的 #2主变也进行了试验，试验结果也合格。1、油中溶解气体常规测试报告（局放试验后）设备名称电压等级（kV）油中溶解气体组分及含量卩L（气）/L（油）H2COC02CHC2H6C2H2总烃#1主变局放后5000.411.4153.740.150.240.000.000.39#2主变局放后5001.033.30123.990.380.49O.140.001.01测试意见正常参考或采用标准的质量指标GB50150-2006气体变压器和电抗器互感器套管氢<10<50<150乙炔000

1总烃<20<101<10测试方法:GB/T17623-1998:测试仪器:GC-2000A气相色谱仪；室温:20C:相对湿度:40%;大气压力：96.2kp2、试验数据/结果(1)被试设备编号：100749211试验相AAmBBmCCm放电量(pC)105125110120110125(2)被试设备编号：100749221试验相AAmBBmCCm放电量(pC)90105901101001203、对两台主变的试验分析：#1主变的放电为悬浮电位放电，可能为内部某处连接不良导致，在处理的过程中，重新进行紧固后消除了接触不良点，从而第二次试验合格。#2主变从试验现象分析与1号主变的放电类型并不相同，有可能是内部有气泡，虽然静置时间已满足规程要求，但内部气泡并未释放，从而导致放电超标，但随着静置时间的增加，气泡被完全释放后,放电消失。三、变压器局放试验的思考(一)局部放电特点1、放电能量很小，短时间内存在不影响电气设备的绝缘强度;2、对绝缘的危害是逐渐加大的，它的发展需要一定时间累计效应,最终可能导致绝缘击穿。3、对绝缘系统寿命的评估分散性很大，与发展时间、局放种类、产生位置、绝缘种类等有关。4、局部放电试验属非破坏试验，不会造成绝缘损伤。(二)局部放电试验注意事项

1、试验程序(1)试前准备：试品表面应清洁干燥，其温度和环境温度一致,试验前试品不应受机械、热和电的作用。校验测试回路的灵敏度，应不低于试品允许放电量的 50%高压引线应采用蛇皮管，与试品连接处应紧密，必要时加屏(4)(4)试品、测试设备可靠接地，最好一点接地，接地线尽量短。(5)(5)试验回路要紧凑，试品远离其他物体。2、干扰抑制(1)对来自电源的干扰，可采用在高压试验变压器的初级设置低通滤波器，在试验变压器的高压端设置高压低通滤波器，试验电源和仪器用电源设置屏蔽式隔离变压器。高压端部电晕放电的抑制措施主要是选用合适的无晕球作为高压连线。抑制试验回路接地系统的干扰，唯一的措施是在整个试验回路选择一点接地，有的仪器本身具有抑制干扰的功能，这时可采用平衡接线法和时间窗口法抑制干扰。3、作业准备注意事项(1)被试变压器组装完毕，真空注油后应静止48小时以上;(2)变压器高、低压侧及中性点所有一次线与外部连接线拆除,套管CT二次侧应短路接地;变压器的现场常规试验项目，如绝缘电阻、吸收比(极化指数)、介质损耗因数(tanS)、直流电阻、电压比、绝缘油试验等已完成,试验结果应符合有关标准的要求;现场应提供380V三相电源，电流为250A左右(一般要求大于600A)；（5）开始试验准备工作，选择合适的试验仪器，摆放好设备，接取试验电源。拆除变压器高、中、低压侧及中性点与外部的联接引线并保持足够安全距离；将所有套管CT二次侧短路接地。（6）按规定试验方法布置试验结线，变压器高压套管戴上均压帽,中性点接地；接上阻抗并进行方波校正；在高压套管端部注入方波，在局放仪中观察在高压侧的响应，得出指示系统与放电量的定量关系，即求得换算系数;（7）对背景噪声进行测量，记录所有测量电路上的背景噪声水平，其值应低于规定的视在放电量的 50%;检查加压回路接线，确保正确无误，核算分压器变比及补偿电抗器补偿度；（8）按标准规定的加压程序开始逐渐加压，注意观察主变压器的状况，并随时观察测量结果，每隔5分钟记录一次数据。根据主变压器的状况和测量结果进行分析研究，确定是否需要继续加压；如测到变压器的局部放电量超标，应测出其起始电压以及熄灭电压；（所谓起始电压是指试验电压从不产生局部放电的较低电压逐渐增加时， 在试验中局部放电量超过某一规定值时的最低电压值；而