主變及組合電器“放電”帶電檢測分析與處理案例

李振財

摘要：以某220kV變電站的主變壓器及受總出現放電隱患為基礎，結合故障現象、特高頻局放檢測、超聲局放檢測、變壓器鐵芯及夾件接地電流檢測、紅外測溫、紫外成像、SF6組分分析、油中溶解氣體分析等多種帶電檢測手段，對故障位置及發展情況進行綜合診斷，對故障處理給出指導意見，可為同類型故障檢測處理提供參考。

關鍵詞：主變壓器 組合電器 帶電檢測

0 引言

伴隨著電網發展建設的推進，為保證設備安全穩定運行，不停電的情況下進設備狀態評價檢修在我國電網建設中扮演越來越重要的角色，能夠有效提升電網供電的穩定性和可靠性。帶電檢測技術是在設備不停電的情況下對配電設備進行現狀分析和故障診斷的技術，能夠有效預防和避免電氣設備發生重大事故。本文以一個220kV變電站“放電”事故為例，綜合應用各種帶電檢測手段，對故障進行定位以及分析判斷，并給出處理建議。

1 異常概況

2018年6月7日，某220kV變電站1號主變壓器220kV側及主變受總2201組合電器電纜存在疑似放電隱患，對此展開帶電檢測，測試項目包括：特高頻局放檢測、超聲波局放檢測、主變鐵芯及夾件接地電流、紅外測溫、紫外成像、變壓器油氣相色譜、SF6組分分析。

2 事故分析

2.1 檢測工況

檢測當日工況如表1：

2.2 特高頻局放檢測

1號主變壓器分圖如圖1（a）所示，高壓側2201及低壓側301開關處于合閘位置，中壓側101開關分閘檢修狀態。主變電纜倉測試示意圖如圖1（b）所示，從外至內分別為A、B、C相。組合電器測試示意圖如圖1（c）所示，其下方為電纜出線，紅色方框為特高頻局放檢測位置。

采用PD71對圖1（b）中220kV側、110kV側電纜環氧進行特高頻局放檢測（圖2、圖3所示）。可以看出，各位置檢測信號均為背景噪聲，無異常放電信號。

采用PD71對圖1（c）中受總2201組合電器電纜出線環氧部位進行特高頻局放檢測（如圖4所示），可以看出各位置檢測信號均為背景噪聲，無異常放電現象。

2.3超聲局放檢測

（1）對1號主變各電纜倉及2201組合電器進行超聲波局放檢測，未發現異常放電信號，由于AIA只配備GIS超聲傳感器（諧振頻率40kHz），與變壓器超聲傳感器諧振頻率不一致，檢測效果較差。

（2）為了排除主變區域35kV側管母線放電的可能，使用非接觸式超聲聚波器對包含管母線在內的其他裸露部分進行超聲波檢測，未發現放電信號。

2.4變壓器鐵芯及夾件接地電流檢測

本體1溫度55.44℃，本體2溫度54.15℃，繞組溫度53.36℃，鐵芯接地電流0.2mA，夾件接地電流2.7mA，屬于正常范圍。

2.5紅外測溫

使用FLIR T630紅外熱成像儀對1號主變進行紅外測溫，溫度分布均勻，無異常發熱現象。

2.6紫外成像

使用UVOLLE紫外成像儀對1號變整體以及管母線檢測，未發現穩定放電點。

2.7 SF6組分分析

對組合電器2201受總電纜氣室進行SF6分解產物分析，結果如表2所示，沒有檢測到放電特征氣體。

2.8油中溶解氣體分析（DGA）

對1號主變本體、110kV側電纜倉三相、220kV側電纜倉三相進行色譜分析，本體測試結果如表3所示，發現本體的乙炔含量呈現不斷增長的趨勢：

從表3中可以看出，6月7日晚間的這次數據中乙炔含量雖然沒有超標，但是比上個周期的乙炔含量增長明顯，其他氣體組分沒有明顯的變化。利用“三比值”和“大衛三角形”方法進行分析，均得到無效編碼。

2018-6-7電纜倉測試結果如表4所示，發現乙炔氣體含量小于本體含量，鑒于變壓器電纜倉的雙聯通結構，認為特征氣體從本體通過循環擴散到電纜倉：

3 分析判斷

1、可能存在調壓箱油滲漏問題

鑒于色譜分析得出無效編碼，且其他檢測手段均未有測出放電特征信號，做出如下推斷：假如有載調壓油箱與主油箱之間相通，或各自的儲油罐之間相通，有載調壓油箱中的油中溶解氣體可能污染主油箱的油。然而，此次增長只限于乙炔增長，其他氣體組分并沒有變化（尤其是氫氣），因此調壓箱滲漏為可能原因之一。

2、可能存在內部局部放電

在2017-10-13至2018-6-7期間，雖然乙炔明顯增長，但一氧化碳、二氧化碳沒有明顯變化，因此排除局部過熱可能。

但是，通過電纜可以測試到高頻放電電流信號（電纜工區測試），因此懷疑變壓器內部存在局放的可能。當內部存在放電時，由于電纜倉的彎角結構確實有極大可能造成特高頻方法無法測到放電產生的電磁波信號。

4 結論與建議

1、無論是上述哪種可能，認為造成乙炔增長的原因一定是在本體內部，氣體由本體向電纜倉擴散（此變壓器電纜倉為雙聯通）;

2、乙炔首次發現為2016年10月12日，距今時間較長，且各項特征氣體總量較小，增長趨勢并不十分明顯。此次乙炔增長明顯，但乙炔總量仍然較小，建議加強監測;

3、乙炔的絕對產氣速率值達到0.28，已超過注意值標準（密封式0.2、開放式0.1），加強監測到每周一次，有了持續的數據支持，才能進一步對隱患情況做出更有把握的判斷。

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