分壓器內(nèi)部積水故障診斷

黃振，何衍和，肖磊石，魏征，許志海，饒章權(quán)

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，廣州 510080)

分壓器內(nèi)部積水故障診斷

黃振，何衍和，肖磊石，魏征，許志海，饒章權(quán)

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，廣州 510080)

通過直流濾波器場專用分壓器測試直流系統(tǒng)調(diào)試過程中的過電壓，以校核一次設(shè)備的絕緣配合，在直流系統(tǒng)調(diào)試過程中發(fā)揮重要作用。介紹了 “兩渡”直流輸電工程系統(tǒng)調(diào)試過程中一起分壓器內(nèi)部積水受潮測試故障，利用電阻測量法對分壓器故障進(jìn)行分析，診斷出故障點(diǎn)位于低壓臂。現(xiàn)場解體證實(shí)低壓臂存在嚴(yán)重積水，緊急處理后分壓器正常運(yùn)行。

直流輸電；阻容型分壓器；過電壓；故障診斷；電阻測量法

0 前言

高壓直流輸電工程系統(tǒng)調(diào)試過程中，有些試驗(yàn)項(xiàng)目能在直流系統(tǒng)內(nèi)部引起嚴(yán)重的過電壓，有必要在直流系統(tǒng)內(nèi)部安裝分壓器對過電壓進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測[1-7]。

某直流輸電工程 (系統(tǒng)調(diào)試過程中在直流濾波器場安裝專用直流分壓器，測試直流系統(tǒng)內(nèi)部可能產(chǎn)生的各種操作過電壓，以校核一次設(shè)備的絕緣配合是否滿足要求，并為工程投運(yùn)提供重要現(xiàn)場實(shí)測依據(jù)[8-11]。

以下介紹了直流輸電工程系統(tǒng)調(diào)試過程中一起分壓器內(nèi)部進(jìn)水受潮測試故障情況，利用電阻測量法診斷出故障點(diǎn)位于直流分壓器的低壓臂。現(xiàn)場解體證實(shí)分壓器低壓臂由于密封不良存在嚴(yán)重的內(nèi)部積水現(xiàn)象，導(dǎo)致低壓臂電阻值發(fā)生明顯偏移。現(xiàn)場緊急處理后，分壓器恢復(fù)正常運(yùn)行。

1 直流分壓器參數(shù)和測試情況

1.1 直流分壓器參數(shù)

直流輸電工程內(nèi)部過電壓測試分壓器安裝在受端換流站的直流濾波器場內(nèi)，分壓器分別并聯(lián)在濾波器電抗L1、L2、L3和中性母線處，如圖1所示。采用阻容式直流沖擊分壓器，分壓器型號如表1所示。

圖1 直流濾波器場測試分壓器安裝電氣接線圖

表1 直流輸電工程過電壓測試用分壓器型號

1.2 測試情況

直流線路瞬時(shí)人工接地短路試驗(yàn)是系統(tǒng)調(diào)試的關(guān)鍵試驗(yàn)項(xiàng)目，主要用于檢驗(yàn)直流系統(tǒng)在線路接地故障下的運(yùn)行特性和保護(hù)動作功能。如圖2所示為糯扎渡直流輸電工程極2低端閥組系統(tǒng)調(diào)試階段僑鄉(xiāng)換流站側(cè)直流線路瞬時(shí)人工接地故障試驗(yàn)測試波形，其中直流極線電壓信號由測量屏柜二次端口接出。

由圖可以看出，直流線路接地短路前，直流極線電壓為-400 kV。發(fā)生接地短路故障后，直流極線電壓經(jīng)高頻振蕩后跌落至0，經(jīng)過約180 ms的燃弧和去游離過程，直流系統(tǒng)重啟開始恢復(fù)電壓，再經(jīng)過200 ms左右直流極線電壓最終穩(wěn)定在-400 kV。直流分壓器測試波形在直流極線接地瞬間存在高頻振蕩過程，直流極線電壓恢復(fù)過程中存在小幅振蕩，完整反映了直流線路接地短路故障的整個(gè)過程。

圖2 直流線路瞬時(shí)人工接地故障測試波形

2 故障診斷及處理

2.1 故障情況介紹

圖3為極1低端閥組VBE故障引發(fā)S閥組帶電跳閘的測試波形。

圖3 VBE故障引發(fā)帶電跳閘直流分壓器測量波形圖

由圖可知，電壓信號存在高頻振蕩過程，分壓器2電壓信號振蕩范圍遠(yuǎn)大于其它分壓器。電壓峰值測量結(jié)果如表2所示，分壓器2電壓峰值達(dá)到331.4 kV，為分壓器1和3電壓峰值的30倍以上。當(dāng)時(shí)為站系統(tǒng)調(diào)試階段，極1低端閥組由閉鎖狀態(tài)轉(zhuǎn)為備用狀態(tài)，直流濾波器并未投入，分壓器信號為感應(yīng)電壓，并未出現(xiàn)操作過電壓，現(xiàn)場避雷器也未動作，因此判斷分壓器2測量信號出現(xiàn)故障。

2014年4月初，溪洛渡直流輸電工程開始進(jìn)行回2極1調(diào)試，也發(fā)現(xiàn)直流濾波器場分壓器1和分壓器4的測試信號存在著較明顯偏大的問題。

表2 VBE故障帶電跳閘分壓器測量電壓峰值

2.2 高壓臂電阻測量

利用絕緣搖表對分壓器的高壓臂電阻進(jìn)行測量，可以看出，高壓臂電阻沒有發(fā)生變化，說明分壓器高壓臂絕緣性能沒有出現(xiàn)劣化，排除了由于高壓臂電阻問題引起分壓器測試信號故障的可能。

利用萬用表對測試故障分壓器低壓臂的電阻進(jìn)行測量，測量結(jié)果同出廠值相比均發(fā)生了明顯減小。

根據(jù)直流沖擊分壓器原理，分壓比k為

式中：Rg——高壓臂電阻，MΩ；

Rd——低壓臂電阻，kΩ。

低壓臂電阻發(fā)生下降，則實(shí)際的分壓比增大，分壓比增大，則測量信號會發(fā)生不同程度偏大。

2.3 現(xiàn)場處理措施

分壓器測試信號故障引發(fā)點(diǎn)確認(rèn)出現(xiàn)在低壓臂。現(xiàn)場打開故障分壓器低壓臂，均發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有很多積水，銹蝕現(xiàn)象嚴(yán)重分壓器低壓臂結(jié)構(gòu)如圖4所示，低壓臂密封只有一塊環(huán)氧底板，密封膠圈缺失，導(dǎo)致密封不良。分壓器在戶外長時(shí)間運(yùn)行，歷經(jīng)大雨、潮濕、低溫等惡劣天氣，水從環(huán)氧底板縫隙處滲入低壓臂，使得低壓臂電阻值發(fā)生明顯降低。其中分壓器2低壓臂中間匹配電阻，由于積水浸泡使得焊點(diǎn)松動，接觸不穩(wěn)定，因此電阻值在1.1 kΩ～23.2 kΩ之間游移變化。

圖4 直流分壓器低壓臂結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場對故障分壓器清理內(nèi)部積水和銹跡，進(jìn)行干燥處理，重新焊接并進(jìn)行密封。經(jīng)過上述處理后，重新測量低壓臂電阻，現(xiàn)場處理后直流分壓器低壓臂電阻恢復(fù)正常。后續(xù)調(diào)試過程中，實(shí)測波形數(shù)據(jù)正常，分壓器恢復(fù)正常測試工作；利用電阻測量法定期對直流分壓器電阻進(jìn)行監(jiān)視，沒有發(fā)現(xiàn)異常。

3 結(jié)束語

1)直流濾波場專用分壓器能完整測試和反映直流輸電工程系統(tǒng)調(diào)試中產(chǎn)生的各種操作過電壓，并對一次設(shè)備的絕緣配合進(jìn)行校核，為直流輸電工程投運(yùn)提供重要現(xiàn)場實(shí)測依據(jù)。

2)電阻測量法具有直觀性、快速性、準(zhǔn)確性等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際的分壓器故障診斷中發(fā)揮重要作用。

3)電阻測量法可以作為測試分壓器日常運(yùn)維的重要監(jiān)測手段，可以快速判斷分壓器可能出現(xiàn)的缺陷和故障。

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Diagnosis and Treatment of Voltage Divders Water Accumulation Fault

HUANG Zhen，HE Yanhe，XIAO Leishi，WEI Zheng，XU Zhihai，RAO Zhangquan
(Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Corporation，Guangzhou 510080，China)

Divider installed in DC filter field to measure overvoltage in process of the DC transmission project system commission，which checked the insulation coordination of primary equipment，played an important role in DC power transmission system commission.The water accumulation faults of divider at the converter stations were introduced，divider faults were analysised with resistance measurement，and it is determined that the fault is located in the low voltage side.The site disintegration demonstrates the water accumulation fault，divider test signal returned to normal after emergency treatments.

DC power transmission；capacitance-resistance divider；overvoltage；fault diagnosis；resistance measurement

TM866

B

1006-7345(2015)05-0040-03

2015-04-13

黃振 (1987)，男，碩士，助理工程師，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，主要從事輸電線路運(yùn)行技術(shù)、架空線路防冰和過電壓絕緣配合研究工作 (e-mail)xjtuhuangzhen＠126.com。

何衍和 (1972)，男，工程師，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，主要從事直流調(diào)試和過電壓絕緣配合研究工作。

肖磊石 (1987)，男，碩士，工程師，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，主要事電力系統(tǒng)過電壓及接地技術(shù)、直流工程調(diào)試及相關(guān)科研工作。