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大型油－氣套管變壓器現(xiàn)場(chǎng)局放試驗(yàn)及故障診斷

反擊錘式破碎機(jī)前言 長(zhǎng)春供電公司在城網(wǎng)改造工程中新建了一座220kV市內(nèi)中心變電站。為減少占毛面積，變電站高壓220kV和低壓66kV側(cè)均采用電纜出線。開(kāi)關(guān)廠選用了GIS組合電器。變電站內(nèi)現(xiàn)有2臺(tái)180MVA的油一氣套管主變壓器?？紤]到負(fù)荷及地理位置的重要性，主變選擇了國(guó)內(nèi)某著名合資廠生產(chǎn)的變壓器。變壓器安裝結(jié)束后，按規(guī)程進(jìn)行了常規(guī)高壓試驗(yàn)和色譜分析，所有試驗(yàn)全部合格。經(jīng)過(guò)72h以上的靜放，分別對(duì)2臺(tái)變壓器進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)局部放電試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：#2主變局放試驗(yàn)試驗(yàn)一次順利通過(guò)，A、B、C三相局放量均在50pC左右；而#1主變的A相當(dāng)電壓加至額定試驗(yàn)電壓的1／3時(shí)DS型斗式連續(xù)輸送機(jī)(A相對(duì)地電壓約為73kV)，局部放電量大于100萬(wàn)pC，遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)程小于500pC的規(guī)定值；局放試驗(yàn)后的色譜分析發(fā)現(xiàn)油中乙炔值由試驗(yàn)前的0增加到16×10^{小型顎式破碎機(jī)－}^{螺旋喂料機(jī)6}L爬坡皮帶輸送機(jī)。兩項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果均證明#1主變內(nèi)存在較為嚴(yán)重的放電性故障，必須查清后方能投入系牙運(yùn)行。 1往復(fù)給料機(jī) 大型油下料機(jī)－氣套管變壓器的現(xiàn)場(chǎng)局放試驗(yàn)提升加料機(jī) 一般來(lái)講，油一氣套管變壓器現(xiàn)場(chǎng)局放試驗(yàn)的難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通套管變壓器。這是因?yàn)橛停瓪馓坠茏儔浩髟囼?yàn)時(shí)，非被試相接地，被試相需要加裝一個(gè)臨時(shí)充氣套管把高壓側(cè)導(dǎo)線引出。試驗(yàn)前首先將套管連接部位抽真空保持?jǐn)?shù)小時(shí)，然后充一定壓力的SF_{垂直螺旋輸送機(jī)6}氣體，最后進(jìn)行移動(dòng)破碎站變壓器局放試驗(yàn)。一相試驗(yàn)結(jié)束后，還需要將SF_{反擊破設(shè)備6}鄂式粉碎機(jī)回收到SF_{刮板給煤機(jī)6}回收車內(nèi)，拆下試驗(yàn)套管準(zhǔn)備下一相試驗(yàn)。按照上述步驟，我們于2001年10月25日至27日分別對(duì)長(zhǎng)春供電公司220kV中心變電站的#1、#2主變進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)局放試驗(yàn)。首先進(jìn)行的是#2主變局放試驗(yàn)，試驗(yàn)進(jìn)行的非常順利，局放試驗(yàn)一次通過(guò)，A、B、C三相的局部放電量均小于50pC。然后又對(duì)#1主變的A相進(jìn)行了局放試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)A相電壓加至規(guī)定試驗(yàn)電壓的1/3時(shí)(A相對(duì)地73kV)，局部放電量已達(dá)到100萬(wàn)pC，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)家規(guī)程規(guī)定的500pC標(biāo)準(zhǔn)值。隨即我們又對(duì)該主變的B、C兩相進(jìn)行了局放測(cè)量，兩臺(tái)主變局放測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。根據(jù)表1的#1、#2主變壓器局放試驗(yàn)結(jié)果，可以初步判定#1主變的A相局放試驗(yàn)旋回破碎機(jī)不合格，主變內(nèi)部存在放電性故障。為此，還需要進(jìn)一步分析查找。 往復(fù)給料機(jī)表1 #1、#2主變壓器局放試驗(yàn)結(jié)果試品名稱＃1主變壓器＃2主變壓器相位ABCABC電壓值（kV）73kV218kV218kV218kV218kV218kV局放量（pC）10000005050405040　　2 #1主變壓器故障驗(yàn)證 變壓器油色譜分析對(duì)變壓器內(nèi)部的放電性故障反映非常靈敏，為了驗(yàn)證局部放電后變壓器內(nèi)部是否產(chǎn)生過(guò)局部放電，我們對(duì)兩臺(tái)主變分別進(jìn)行了局部放電試驗(yàn)后的色譜分析。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。　表2 #1、#2主變壓器局放試驗(yàn)前后色譜分析結(jié)果 (×10^－⁶)設(shè)備名稱取樣說(shuō)明氫一氧化碳二氧化碳甲烷乙烯乙烷乙炔＃1主變局放試驗(yàn)前023.673.80.30.150.110＃1主變局放試驗(yàn)后34.53.603.32.4016.1＃2主變局放試驗(yàn)后0000.3000　根據(jù)表2可知，局放超標(biāo)的#l主變油中代表放電特性的特征氣體乙炔已經(jīng)由局放試驗(yàn)前的0增至16.1×10^－⁶。這一結(jié)果從另外一方面驗(yàn)證了#1主變內(nèi)部在現(xiàn)場(chǎng)局放試驗(yàn)過(guò)程中存在內(nèi)部放電故障。同時(shí)我們也可以看到局放試驗(yàn)正常的#2主變的乙炔氣體在局放前后沒(méi)有變化，這一結(jié)果說(shuō)明色譜分析的結(jié)果可信且與局放試驗(yàn)結(jié)果吻合?！?B>3 #1主變故障查找及處理確定了#1主變內(nèi)部存在放電性故障，決定對(duì)主變內(nèi)部進(jìn)行放油檢查。因?yàn)樵撟儔浩鳛槿芊饨Y(jié)構(gòu)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊罩，只能從變壓器人孔進(jìn)入檢查，檢查的重點(diǎn)是A相線圈的端部。經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查，未能找到故障點(diǎn)。經(jīng)研究決定檢查主變的油一氣套管。當(dāng)A相套管吊起后發(fā)現(xiàn)：高壓A相引線至均壓環(huán)的引線未連接。即圖1中的箭頭1應(yīng)與箭頭2連接而實(shí)際上未連接。理論上講，此類故障能夠造成A相局放試驗(yàn)超標(biāo)。箭頭3處的均壓環(huán)有類似放電的痕跡。故障點(diǎn)找到后，廠家在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了處理。隨后安裝部門(mén)又對(duì)變壓器油進(jìn)行了真空脫氣，把油中乙炔含量由16.1降至0.29×10^－⁶，最后真空注入到變壓器本體?！?B>4 故障處理后的主變局放試驗(yàn) #1主變真空注油后靜放72h后又重新進(jìn)行局放試驗(yàn)。當(dāng)A相電壓升至試驗(yàn)電壓(218kV)4min內(nèi)局部放電量?jī)H為l00pC。4min后聽(tīng)到主變高壓側(cè)出現(xiàn)“茲拉”一聲放電聲響，與此同時(shí)局部放電量大于100萬(wàn)pC嚴(yán)重超標(biāo)。降壓后又重新升壓到73kV時(shí)局部放電量仍然大于100萬(wàn)pC。隨后又試驗(yàn)了B、C相，局放量均小于50pC。經(jīng)和廠家協(xié)商后決定加壓146kV l0min，同時(shí)要確認(rèn)100萬(wàn)pC的放電量能否在油中產(chǎn)生乙炔。試驗(yàn)結(jié)果為當(dāng)加壓8min時(shí)，局部放電量突然減小到200pC左右。于是提高電壓到218kV，按規(guī)程加壓35min。在此期間沒(méi)有出現(xiàn)局放量急劇增大的現(xiàn)象，最后測(cè)得的局部放電量為l00pC。第2天經(jīng)與廠家協(xié)商，決定按正常試驗(yàn)步驟對(duì)A相進(jìn)行復(fù)試。測(cè)得的局部放電量仍為l00pC。隨后取油樣進(jìn)行色譜分析，分析結(jié)果表明：變壓器油中乙炔已由局放試驗(yàn)前的0.29增至局放試驗(yàn)后的14×10^－⁶。經(jīng)分析認(rèn)為：變壓器油中的乙炔是由于局部放電量超過(guò)100萬(wàn)pC并持續(xù)一段時(shí)間與高壓側(cè)“茲拉”一聲放電所致。放油后重新吊起A相套管檢查，沒(méi)找到故障點(diǎn)。經(jīng)有關(guān)部門(mén)商定：重新濾油至合格、然后真空注油、適當(dāng)延長(zhǎng)靜放時(shí)間，最后進(jìn)行更嚴(yán)格的局放試驗(yàn)考核。具體的做法是：將局放試驗(yàn)加壓時(shí)間由35min延長(zhǎng)至60min。試驗(yàn)結(jié)果表明：最后30min內(nèi)的局部放電量?jī)H為35pC。試驗(yàn)結(jié)論合格。局放前后的色譜分析數(shù)據(jù)一致，乙炔值為0。　5 #1主變故障綜合分析與判斷5.1 #1主變A相最后經(jīng)過(guò)累計(jì)130min局放試驗(yàn)，局部放電量合格、局放試驗(yàn)前后色譜分析數(shù)據(jù)沒(méi)變化，乙炔為零、施加電壓相當(dāng)于變壓器運(yùn)行最高電壓的1.5倍。因此變壓器投入系統(tǒng)后短期運(yùn)行可能不會(huì)有問(wèn)題。然而，變壓器內(nèi)部放電點(diǎn)是客觀存在的，由于最后沒(méi)有找到第2次產(chǎn)生乙炔的放電點(diǎn)，因此該變壓器能否長(zhǎng)期運(yùn)行還是個(gè)問(wèn)題。為了保證安全，要求該變壓器投入系統(tǒng)后利用色譜跟蹤，一旦有故障征兆及時(shí)處理。5.2 變壓器引線未接均壓環(huán)是造成局放超標(biāo)的原因之一。如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，變壓器投運(yùn)后就有可能因局部放電造成套管爆炸，給系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)極大危害。5.3 根據(jù)表1試驗(yàn)結(jié)果可以判斷A相的放電故障點(diǎn)應(yīng)該在首端。假如A相故障與在中部，當(dāng)B、C相進(jìn)行局放試驗(yàn)時(shí)，A相首端需要接地。在這種情況下，A相中部處于某一電位其放電故障必然要對(duì)B、C兩相的局放測(cè)量結(jié)果有不同的影響。而實(shí)際上，A相的故障并沒(méi)有影響P、C兩項(xiàng)的局放測(cè)量值。

圖1 #1主變油－氣套管故障圖片結(jié)論與建議　6 結(jié)論與建議6.1 大型變壓器現(xiàn)場(chǎng)局部放電試驗(yàn)是保證變壓器安全投入系統(tǒng)的一項(xiàng)非常有效的試驗(yàn)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)變壓器出廠后的運(yùn)輸和安裝過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷及故障。根據(jù)吉林省統(tǒng)計(jì)，大型變壓器現(xiàn)場(chǎng)局放試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)故障的臺(tái)數(shù)占總臺(tái)數(shù)的11％左右。因此建議有關(guān)部門(mén)應(yīng)將220kV以上大型變壓器的現(xiàn)場(chǎng)局放試驗(yàn)列入《電氣設(shè)備交接規(guī)程》中必做的試驗(yàn)項(xiàng)目。6.2 變壓器引線未接均壓環(huán)是造成主變局放超標(biāo)的原因之一，該故障的消除有利于該變壓器的安全運(yùn)行。6.3 #1主變最后局放試驗(yàn)通過(guò)，可以投人系統(tǒng)。但由于第2次放電故障點(diǎn)沒(méi)找到，因此投入系統(tǒng)后應(yīng)加強(qiáng)色譜跟蹤。一旦發(fā)現(xiàn)故障征兆及時(shí)處理。6.4 色譜分析和局放試驗(yàn)是目前最有效的變壓器故障檢測(cè)方法。結(jié)合兩種試驗(yàn)方法，分析變壓器故障，能夠準(zhǔn)確地判斷故障性質(zhì)、找到故障部位。

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