特高压换流变预防性试验断引点的选择及试验方法研究

特高压换流变预防性试验断引点的选择及试验方法研究

刘春涛齐向东谭华安叶建铸

（中国南方电网超高压输电公司广州局广东广州510405）

摘要：本文以±800kV双绕组特高压换流变为研究对象，对换流变的预防性试验项目与换流变区域内的设备的特性进行了研究分析，重点探讨了拆引线位置（断引点）与相应试验方法的可行性。根据本文所选择的特高压换流变断引点，在保证试验项目数量与试验标准的基础上，开展预防性试验，达到预期试验效果。研究成果可减少实际检修工作量，提高工作效率，降低接头发热风险、降低停电时间，提高供电稳定性，保证电力系统可靠运行。

关键词：特高压换流变预防性试验断引点

1、概述

断开换流变压器各侧高压引线，把被试设备作为孤立单一的试验对象，可以获取真实而准确的试验结果，然而±800kV特高压换流变压器（以下简称换流变）的高压引线位置高、粗长、笨重，需要动用高空作业车进行断开、恢复引线，工作强度大、难度高、停电时间长。恢复高压引线可能带来接头接触不良，引起接头发热，给设备安全运行带来巨大隐患。交流电气设备不拆线试验技术较为成熟[1-4]，针对直流特高压换流变区域设备选择适宜的拆引线点（断引点），降低工作量，减少试验停电时间及连带负面问题研究较少。如何实现断开少数引线，结合优化的试验方法，得到准确的试验数据是值得研究的问题。

本文以±800kV双绕组特高压换流变为研究对象，对换流变区域设备，包括换流变、换流阀、避雷器、电流互感器、电压互感器等进行综合分析，研究预防性试验中断引点及试验方法的可行性。

2、断引点选择

每一台换流变的两个绕组，网侧绕组与阀侧绕组，两侧绕组分别连接500kV交流场和换流阀。网侧绕组出线连接有避雷器、电磁式电压互感器（PT）、电流互感器（CT）、绝缘子等；阀侧绕组出线连接有换流阀塔、避雷器等。

图1换流变压器示意图（Y型联结换流变）

换流变（见图1）的预防性试验项目包括：（a）绕组直流电阻、（b）绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数，（c）电容型套管的tanδ和电容值等，上述试验项目均涉及到断引工作。由于网侧1.1套管引线长度长、重量大、位置高、发热危害大等条件约束。本文选择不断引，而断开位置低、重量小的网侧1.2套管引线，即断开换流变网侧绕组的中性点，使其不通过CT接地。对于阀侧绕组，因阀侧套管引线与阀塔连接，接头同样存在位置高，发热风险高等问题，不宜拆开引线，进行（b）、（c）项试验时拉开阀塔各侧地刀，降低阀塔对地的泄露电流。电磁式PT因其尾端接地，故进行（b）项试验时需要拆线，因其尾端绝缘较低，应断开其高压侧引线。

图2为常见一个阀组换流变区域的一次接线图，每个阀组有6台换流变，网侧连接成两个Y接绕组，同相连接后再连到交流场；阀侧三台换流变组成Y接，三台组成△接，再各自连接到阀塔。根据前述的断引点，在图中以×号形式表示出来。其中，①号断引点为换流变1.2套管，②号断引点为电磁式PT的高压引线。

图2换流变预试的断引点选择

在进行换流变预试时，换流变两侧的地刀按照需要进行分合操作。如网侧绕组在进行（a）项试验时，阀侧地刀应打开，使阀侧绕组为开路，以利于网侧绕组的充放电，缩短测量时间；网侧地刀宜合上，以避免网侧可能的感应电；网侧绕组在进行（b）、（c）项试验时，阀侧地刀应合上，网侧地刀应打开；阀侧绕组在进行（b）、（c）项试验时，网侧地刀应合上，阀侧地刀应打开，且阀塔各侧地刀均应打开，使阀塔处于不接地状态。

3、试验方法分析

3.1绕组直流电阻

按照上述方法断引后，网侧绕组不存在并联关系，可分别测量各个绕组直流电阻。此时保持网侧地刀在合位，减少网侧绕组的感应电。由于阀侧绕组不断引，阀侧Y型联结绕组可分别测量，阀侧△型联结绕组需要测量线间绕组直流电阻，再进行换算成各相的电阻。换流变阀侧△接绕组为逆序联结，联结方式见图3。

3.2绕组连同套管的绝缘电阻

按照图2方法断引并拉开相关地刀后，网侧绕组绝缘电阻试验结果包括两台换流变、馈线侧避雷器及绝缘子的绝缘电阻并联值，由于避雷器与绝缘子的绝缘电阻一般很大，可近似看作两台换流变的并联绝缘电阻；阀侧绕组因为Y型联结和△型联结，导致三台换流变阀侧绕组直接相连，绝缘电阻近似为三台并联值。

3.3套管电容量与介损

对于换流变套管的电容量与介损试验，按照图2方法断引后，网侧两台换流变通过1.1套管连接在一起，阀侧近似六台换流变连在一起，会导致被测设备对地电容太大。试验仪器容量过载能力有限，最终导致试验电压不能加到10kV。有两种解决方法：（1）可降低电压进行试验，如采用5-7kV电压进行测量；（2）采用外施加压电源，外施电压加至10kV通过外标准电容器进行测量电容量与介损。建议采用第（2）种方法，即外施电源法，可以测量10kV下的试验数据，符合相关预试规程要求。

4、应用实例

以某±800kV换流站极1高端换流变单阀组预防性试验，采用本文研究的拆线试验方法进行试验，并与常规试验方法进行对比。

该Y/△型换流变组阀侧绕组直流电阻测量采用未拆线测量，把测得的线间电阻换算成单相直流电阻与出厂值比较结果见表1。表中各相电阻计算值与出厂值偏差不大。

该Y/Y型换流变网侧绕组对阀侧绕组及地的电容量约为40nF左右，阀侧绕组对网侧绕组及地的电容量约为15nF左右。测量套管电容量，相当于对绕组施加电压，对于网侧绕组，因接线原因为两台并联，总电容为80nF；对于阀侧绕组，因接线原因近似6台并联，总电容约为90nF。常见介损测试仪最大测量容量为60nF，可以采用降低电压测量。测量结果见表2。从表中可见，降低电压下与常规电压下测量的电容量与介损基本一致。

按照本文的换流变断引方法，一个换流变阀组的断引点共9个，而常规的断引方法，还需要断开换流变阀侧套管与阀塔的所有连接引线，以及解开阀侧绕组△型接线，即一个阀组换流变得断引点共16个。两种办法相比较，本拆线方法断引点减少了近一半，减少断引工时约5人天，节约高空车台班为1个，可节省开支近1万元。降低检修工作量的同时，可以减少停电时间约8个小时，产生较大的供电营业收入。与此同时，减少发热风险，提高供电稳定性。

5、结论

按照本文选择的换流变断引点，在保证试验项目数量和试验标准的前提下，能够开展换流变预防性试验，通过试验方法和理论计算相结合的方式，保证预试工作高效、准确的进行。本方法可减少试验拆线时间8小时、节约5人天的人工与1个高空车的工时，大大提高了工作效率、降低接头发热风险，提高供电稳定性。

按照本文的研究方法，所测量的换流变绕组绝缘电阻不是单独一台换流变的试验数据，而是多台并联值，但吸收比或极化指数受影响不大。由于并联电容较大，建议采用极化指数做绝缘判断。

参考文献

[1]徐青贵，赵文等.高压电气设备不拆引线试验方法的介析应用[J].内蒙古电力技术，2002,20(1):35-36.

[2]刘辉,邓伟业.500kV主变压器不拆高压引线进行预防性试验的方法[J].广西电力技术，1999,(2):19-22.

[3]安中全,王磊,王亚平等.500kV升压站部分停电电气一次设备不拆引线试验方法研究[J].内蒙古电力技术,1999,17(6):10-11.

[4]赵京武，李红林.500kVCVT不拆高压引线预试方法探讨[J].高电压技术,1999,25(3):86-87.