大型變壓器局部放電測(cè)量及其需要注意的相關(guān)問題研究

【摘要】隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模越來越大，對(duì)公民日常生活的影響越來越大，因此保證其穩(wěn)定運(yùn)行的工作量更大而需求同樣能夠也更嚴(yán)格。變壓器絕緣受損是影響電網(wǎng)穩(wěn)定的重要因素之一，需要我們進(jìn)行有效的預(yù)防，局部放電測(cè)量的重要性由此可見。本文結(jié)合一工程實(shí)際，分析了對(duì)大型變壓器進(jìn)行局部放電測(cè)量時(shí)的關(guān)鍵技術(shù)及需要注意的一些問題，觀點(diǎn)僅供參考。

【關(guān)鍵詞】大型變壓器；局部放電；測(cè)量；注意事項(xiàng)

大型變壓器工況較為復(fù)雜，內(nèi)因外因下容易產(chǎn)生局部放電，而局部放電一旦出現(xiàn)，無論強(qiáng)弱，均會(huì)對(duì)絕緣層造成一定的損害，任由發(fā)展，必將導(dǎo)致絕緣劣化，被高壓擊穿。而局部放電檢測(cè)則能夠協(xié)助我們有效找出變壓器中容易出現(xiàn)局部放電的結(jié)構(gòu)或部件，同時(shí)考核變壓器的長期工作可靠性，具有極其重要的實(shí)際意義。現(xiàn)以一現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例介紹如何有效地開展局部放電檢測(cè)。

一、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例分析

本研究團(tuán)隊(duì)與某地電網(wǎng)企業(yè)達(dá)成合作，開展了一次基于大新變壓器局部放電測(cè)量的研究。目標(biāo)對(duì)象為某500kV主變壓器，其結(jié)構(gòu)為三相一體式，容量高達(dá)720MW。基于對(duì)如此高容量的大型變壓器進(jìn)行局部放電測(cè)量尚屬先例，因此團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行了深入研究，從測(cè)量完成基礎(chǔ)技術(shù)到測(cè)量過程的注意事項(xiàng)，均提出了一定的意見。

二、測(cè)量流程分析

本測(cè)量工作電壓敏感性極強(qiáng)，內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度低于放電的起始場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，是無法有效觀測(cè)到放電量的，因此實(shí)驗(yàn)對(duì)接線、電壓量等要求極為嚴(yán)格，國家政府也相繼出臺(tái)了多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)來指導(dǎo)有關(guān)試驗(yàn)的進(jìn)行，具體可見GB 1094.3-2003、GB/T 7354-2003等。其一般測(cè)量流程為：首先，進(jìn)行設(shè)備的擺放及接線，在檢查接線無誤后，按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定各項(xiàng)儀器的數(shù)據(jù)，進(jìn)行長時(shí)感應(yīng)耐壓局部放電測(cè)試，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立刻制定相關(guān)的措施予以解決，最后還應(yīng)做好詳細(xì)的施工記錄，才能結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

三、需要注意的相關(guān)問題研究

（一）安全風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別與預(yù)控

在考察測(cè)量流程，并聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際后，我們將安全風(fēng)險(xiǎn)歸納為11項(xiàng)，除常規(guī)的設(shè)備問題、現(xiàn)場(chǎng)安全措施不良、交接不清晰、電源選擇不良等外，還包括高空墜落、設(shè)備起火、無關(guān)人員誤入、感應(yīng)電傷人、遺留工具等。針對(duì)于各項(xiàng)風(fēng)向，均已制定有效的預(yù)防控制措施。

其中尤其值得一提的是交接問題，基于本團(tuán)隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)不足，本次測(cè)量特邀請(qǐng)合作企業(yè)優(yōu)秀的測(cè)量工作者協(xié)助，因此測(cè)量過程設(shè)計(jì)與實(shí)施之間可能出現(xiàn)交接不清楚的問題，為了有效進(jìn)行解決，我們嚴(yán)格要求責(zé)任人在工作開始前召開動(dòng)員大會(huì)，將工作地點(diǎn)、工作任務(wù)、隔離開關(guān)及接地開關(guān)、安全圍欄及告示牌等的具體情況進(jìn)行詳細(xì)的介紹，并重點(diǎn)致命各帶電設(shè)備的安全距離。針對(duì)于高空作業(yè)的危險(xiǎn)性，我們還特地引入了高空作業(yè)車，以保護(hù)登高人員的人身安全。

（二）測(cè)量電源的選擇

需要明確的是，鐵心磁通密度飽和會(huì)帶來一系列不良影響，因此在選擇測(cè)量電源的時(shí)候，必須要避免繞組感應(yīng)過高，所以想要進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)，只能提高電源頻率。以往我們傾向于采用125Hz發(fā)電車提供電源，能夠滿足基本使用要求，且其輸出波形標(biāo)準(zhǔn)，有一定的過載保護(hù)能力，能夠?qū)⒃囼?yàn)電源隔離于50Hz電源外。然而此類設(shè)備一般較大較重，且對(duì)變壓器容量有較高的需求，因此能否應(yīng)用于本次測(cè)量還有待商榷。

在經(jīng)過有效的探討之后，我們最終決定選擇一種新型的電源設(shè)備——變頻電源設(shè)備。此類設(shè)備頻率可調(diào)、波型標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)三級(jí)放大后即可得到需要的單向正弦信號(hào)。其頻率在很寬的范圍內(nèi)可調(diào)，吉斌啊不能有效補(bǔ)償容性電流，也可以通過并聯(lián)電抗來達(dá)到要求，且裝置較小，適合野外工作。

（三）容性分量的影響

由于最終我們選擇了變頻加壓方案，因此可能會(huì)導(dǎo)致繞組雜散電容無法被有效地補(bǔ)償，最后是設(shè)備轉(zhuǎn)換為容性負(fù)載。所以，我們需要考慮如何有效地補(bǔ)償容性分量，同時(shí)控制高壓端的容升。

在容性分量的補(bǔ)償上，一般只需要并聯(lián)電抗即可有效解決；在容升問題上，一般可以通過降低試驗(yàn)電壓、設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)分壓器等方式進(jìn)行有效的解決。

（四）干擾影響

影響測(cè)量結(jié)果的干擾，一般可分為懸浮電位、地電位、電暈、電源干擾等，具體的分析及解決方式如下：

首先，在局部放電進(jìn)行的過程中，變壓器三側(cè)電源引線均已解開，如果剛好位于懸浮電位上，帶電端即會(huì)對(duì)其放電，進(jìn)而對(duì)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果造成影響。為了對(duì)此問題進(jìn)行有效的解決，我們需要對(duì)需要的設(shè)備及引線進(jìn)行有效的接地，同時(shí)拉開各引線，控制其與高壓端的距離。

其次，當(dāng)出現(xiàn)接地環(huán)路時(shí)，受測(cè)變壓器的地電位就不再是整個(gè)系統(tǒng)的地電位，因此可能對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響。要進(jìn)行有效的解決，需要我們避免大電流設(shè)備進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)，清除外界干擾信號(hào)。

再次，加壓后變壓器所受電壓往往高于正常運(yùn)行電壓，需要安裝均壓環(huán)，而均壓環(huán)的安裝不合理，可能導(dǎo)致高壓端接線柱超出屏蔽范圍，形成電暈，影響結(jié)果。因此，需要注意均壓環(huán)的安裝。

最后，變頻柜內(nèi)各元件可能形成較大的電壓脈沖，對(duì)試驗(yàn)電源造成影響。這些脈沖一般可通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電源電壓進(jìn)行消除，且頻率較為固定，可以人為排除。

四、結(jié)果及結(jié)論

通過上面的詳細(xì)分析，我們制定了有效的測(cè)量計(jì)劃，將其應(yīng)用于實(shí)際后，取得了較好的成效，準(zhǔn)確測(cè)量出待測(cè)變壓器的局部放電量，結(jié)果顯示三相均不超過100pC，變壓器工況良好。總之，通過本例的研究，不難發(fā)現(xiàn)，變壓器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試敏感性較高，測(cè)量各環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)問題導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果失真，需要我們進(jìn)行有效的分析及處理。

參考文獻(xiàn)

[1]聶德鑫，伍志榮，羅先中等.特高壓變壓器套管局部放電試驗(yàn)技術(shù)分析[J].高電壓技術(shù)，2010（6）：1448-1454.

[2]沈煜，阮羚，謝齊家等.采用甚寬帶脈沖電流法的變壓器局部放電檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用[J].高電壓技術(shù)，2011（4）：937-943.

[3]隨愛俠.影響變壓器局部放電試驗(yàn)的因素及消除措施[J].山東煤炭科技，2013（2）：73-74.