一起 500kV变压器局部放电试验异常的分析处理

一起 500kV变压器局部放电试验异常的分析处理

张一博

国网山西省电力公司检修分公司 山西省太原市   030032

摘要：某电厂一台300MW热电联产机组500kV主变压器发生一起A相接地短路故障，故障造成变压器本体及A相套管破裂。为了尽快恢复生产保障供电供热，更换了一台备用变压器替代原变压器运行。对备用变压器进行了绝缘试验及外施耐压试验等均合格，但现场长时感应电压试验中出现局部放电量超标，同时变压器B相升高座靠近变压器油箱位置有“咕噜咕噜”类似开锅状异响，经过多次长时感应电压、油色谱分析、滤油、排气、排油和油循环等方式，成功查找到了故障问题，消除了变压器局放超标和异响问题。

关键词：500kv；变压器；局部放电

1 试验基本情况

1.1 长时感应电压试验方法

长时感应电压试验主体采用450kW变频电源柜作为电源，输出频率可调范围为30Hz～300Hz，供给容量450kVA（低压绕组350/400/450V；高压输出2×5/10/35kV，可分段使用，可串联、并联使用）的中间变压器，中间变压器高压侧供给被试变压器的低压侧单边施加试验电压，被试变压器容性无功用电抗器补偿。具体试验接线如图1所示。

图1 主变长时感应电压试验接线

试验电压及加压程序按照GB1094.3《电力变压器第3部分绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》和GB/T7354《局部放电测量》中的有关技术要求。此次现场长时感应电压试验高压绕组对地的试验电压及其加压程序如图2。

图2 长时感应电压试验加压程序示意图 

1.2 试验全过程

按照图2的长时感应电压加压程序进行加压，变压器A相、C相长时感应电压试验均合格，但B相加压过程中，出现局部放电量超标，变压器B相升高座内靠近变压器本体位置出现“咕噜咕噜”声响，变压器局放图与变压器B相升高座内声响同步发生，同步消失。针对局放仪上图谱（以下简称局放图谱）和声响初步判断为变压器升高座高压引线屏蔽筒内有气泡，故试验后均进行了油色谱分析、滤油、排气、排油和油循环等措施。

1.3 长时感应电压局部放电量超标分析

本台变压器生产于1995年，变压器采用强迫油循环方式绝缘油冷却，B相升高座外观近似于“象鼻”。该台变压器绕组排列形式从内到外为“低压-高压”，高压中部出线，变压器B相高压绕组通过绝缘支架与高压引线连接，高压绕组与高压引线连接处通过螺栓连接，变压器B相升高座内高压引线接线。

由于变压器升高座内结构较为简单，悬浮放电、沿面放电可能性极低，悬浮放电一般出现于高压引线屏蔽线连接不牢靠。每次长时感应电压试验后，静置半小时后升高座内有气体排除，第四次试验后升高座内排出气体可燃（前几次未做该试验，但油色谱试验可观测内有烃类气体）。

根据四次长时感应电压试验、油色谱分析和局部放电量超标后续处置方式，判断过程如下。

(1）本类型变压器B相升高座与变压器油箱本体通过绝缘支架中心孔油路和升高座下方油管连通，变压器整体油循环过程中升高座内油循环不充分、不完全，变压器升高座内窝气可能性增大；升高座内高压引线金属屏蔽筒与变压器油箱本体、升高座仅靠两端孔径油路连通，窝气可能性也增加。

气泡放电波形密集，初期放电量大，后期幅值变小，从局部放电图谱观察一般出现在一、三象限且对称，随时间的延长放电量减少，减少到一定程度，放电量不再变化，且起始电压和熄灭电压相近，一般通过滤油和高真空处理放电能会消失。

因此，根据第一次长时感应电压局放图谱、声音和升高座结构图初步判断为升高座内气体放电。

(2）后续三次长时感应电压试验和滤油、油循环、储油柜压油至升高座、油色谱数据等，若为气泡放电通过多次长时感应电压等操作气泡应被滤除或排出，放电波形与气体放电存在明显不同，故排除后续气体放电占据主要因素。根据升高座内部结构，判断存在低能量放电。经解体检查发现等电位线已断线。处理后长时感应电压合格，投运后未出现异常。

2 结论

老旧备用变压器再次投运存在一定的风险，做好变压器恢复生产过程各项管理、检修流程，务必严格遵守规程，切实做好各项预防性试验，并对试验过程中存在的问题对照变压器图纸做好正确判断。建议拓宽变压器升高座和油箱之间油循环的路径，实现变压器升高座内油与储油柜和油箱内实现可靠循环；拓宽变压器绕组出线与高压引线连接处绝缘子孔径，降低变压器升高座内高压引线均压筒窝气量；升高座内高压引线均压筒内壁应光滑无褶皱，且拓宽均压筒与升高座油循环回路，降低气泡聚集的可能性。

参考文献

[1]吴鹏,吴益明,姚延利,等.一起220kV变压器局部放电试验异常的分析处理[J].变压器,2015,52(6):68-71.

[2]葛宝金.变压器内部绝缘系统局部放电分析研究[D].济南:山东大学, 2018.

[3]杨剑峰.变压器内绝缘典型缺陷局部放电特性及产气规律研究[D].重庆:重庆大学, 2010.