500?kV廠變感應耐壓帶局放試驗 閃絡放電分析
閱讀：62發布時間：2024-5-27
< >**1廠用變壓器試驗閃絡情況**??某核電廠廠用 變壓器為 SFPFZ-130000/500型三相共體式變壓器。 2014 年 2 月， 在該廠其 2號廠用變壓器進行[繞組連同套管長時感應耐壓帶局部放電試驗](http://zt- "繞組連同套管長時感應耐壓帶局部放電試驗")時， 出現如下情況：A 相 電 壓 為 1.5? U m / ( U m 為 線 電 壓，550?kV） 時， 局 部放電量為 75?pC， 保持 5?min后通過試驗設備向 A 相繼續升壓 (目 標電壓是1.7 U m / =539.84?kV)， 升壓過程中， A 相高壓套管側出現電弧聲， 試驗電壓下降至 0?kV。B 相 電壓為 1.5? U m / 時， 局 部放電量為76?pC， 此時 B 相高壓套管側出現放電聲 ( 聲音清脆 )， 停止加壓， 并降低電壓。 ???????????????????????? ???????????????????????? ???????????????????????? ???????????????????????? ** 2故障查找及原因分析**??初步分析認為， A， B 相套管外 SF 6 氣室存在雜質， 隨后回收 SF 6 并對 SF 6 氣室進行拆卸觀察。 ???????????????????????? ???????????????????????? ???????????????????????? 2.1 ??故障查找??全封閉組合電器 (GIS) 氣室是全部采用 SF 6 氣體作為絕緣介質， 并將所有的高壓電器元件密封在接地金屬筒中的一種金屬封閉開關設備。 它是由[斷路器](http://zt- "斷路器")、 母線、 隔離開關、 接地開關、 電壓互感器、電流互感器、 避雷器及套管組合而成的高壓配電裝置。 此次試驗的變壓器采用油－氣 (SF 6 ) 高壓套管，套管頂部與外部 GIS 設備采用直連方式對接， 試驗前將套管與 GIS 連接直連段拆除， 在高壓套管頂部氣室內安裝試驗用的臨時柱狀均壓罩， 并對氣室充入合格 SF 6 氣體， 氣體壓力及微水均合格。吊開 GIS 氣室， 對被試變壓器的高壓套管表面和 GIS 氣室內壁進行外觀檢查， 套管表面未見明顯放電灼黑痕跡， 但在 GIS 氣室內壁發現放電灼黑點狀痕跡。經測量發現， GIS 氣室內壁放電點與均壓罩表面的距離相等， 因此初步判斷是試驗均壓罩對 GIS內壁發生了放電。 2.2??放電原因分析??以下分析柱狀均壓罩對氣室內壁絕緣距離情況。 要分析油氣套管頂部 GIS 氣室內壁放電原因，只需要復核均壓罩對氣室內壁的絕緣距離是否大于SF 6 擊穿強度即可。??查詢廠家資料， 可以得知柱狀均壓罩的半徑r 1 =9.5?cm， 高度為 h 1 =7?cm， GIS 氣室的半徑為R 2 =15?cm， SF 6 的絕緣強度為 75?kV/cm， 試驗電壓取 U 1 =539.84?kV； 該氣室的絕緣距離記為 L (單位： cm)， 則有： L = U 1 /75(kV/cm)=7.19?cm， 即均壓罩到氣室內壁的距離大于 7.19?cm， 即可滿足絕緣要求， 不會發生閃絡放電現象。對 于 柱 狀 均 壓 罩： R 2 - r 1 =15-9.5=5.5?cm＜ 7.19?cm， 即試驗電壓下均壓罩對氣室內壁的絕緣距離不滿足試驗要求。 而且該均壓罩由于制造工藝的偏差， 均壓罩表面不可能光滑， 導致其表面的電場強度分布不均勻， 從而更易造成對 GIS 內壁的放電。??綜上所述， 現場的試驗均壓罩選型不當。 ???????????????????????? ???????????????????????? ???????????????????????? ** 3??均壓罩優化**??根據以上述判斷， 要求變壓器廠家提供一個絕緣距離符合試驗要求的均壓罩。 廠家提供的優化均壓罩為球冠狀均壓罩。 球冠底面半徑 r 2 =6.5?cm，球 冠 高 度 h 2 =9?cm， 球 半 徑 R 1 =17.5?cm。 R 2 -r 2 =15-6.5=8.5?cm＞7.19?cm， 均壓罩的絕緣距離滿足試驗要求。 通過更換為球冠狀均壓罩， 再次試驗。 試驗前，對 GIS 氣室和試驗裝置進行充分清潔， 同時對變壓器本體進行絕緣電阻試驗， 測量介質損耗和電容量，并將試驗數據與局部放電前的數據作對比， 結果表明次局部放電試驗后變壓器的絕緣特性并未受到影響。??同時對高壓套管頂部氣室內 SF 6 氣體進行測試， 試驗數據如表 1 所示。 ???????????????????????? ???????????????????????? ???????????????????????? 表 1 ??第二次局部放電試驗前 SF 6 氣體試驗數據相別 ??微水 /µ L· L -1 壓力 /MPaA 相 ??244?????? 0.56B 相 ??243?????? 0.55C 相 ??247?????? 0.54標準?? ≤ 500?????0.5??由上述試驗可以確認， 采用球冠狀均壓罩后，變壓器的絕緣和 SF 6 氣體的微水、 壓力均滿足感應耐壓帶局放試驗要求。 2014-04-11， 對 2 號廠用變壓器進行第二次繞組連同套管長時感應耐壓帶局部放電試驗， 在 1.7? U m / 的電壓下， 未發現明顯放電聲音； 在1.5? U m / 的電壓下持續60?min時，高壓繞組局部放電量如表 2 所示， A， B， C 三相的局部放電試驗數據合格， 滿足交接試驗協議要求。 ???????????????????????? ???????????????????????? ???????????????????????? 表 2??變壓器局部放電試驗數據相別 局部放電量 /pCA 相 ??? 40B 相??? 30C 相 ??? 25標準 ≤ 100??采用相同的試驗裝置和試驗接線， 在 1 號廠用變壓器上進行繞組連同套管長時感應耐壓帶局部放電試驗， 試驗順利通過， 表明現場改用球冠狀均壓罩的試驗裝置是正確可行的。 ???????????????????????? ???????????????????????? ???????????????????????? ** 5??結論**??(1)?原試驗裝置在發生閃絡后， 分析方向不明確， 無有效手段處理， 處理周期長， 且反復試驗存在損壞設備的風險， 另外多次請專業機構試驗需要較高費用； 采用優化后的新試驗均壓裝置一次試驗成功， 節約大量工期 ( 約 20 多天)， 因此也節約了成本。??(2)?優化后的試驗裝置已經在某核電廠項目 1，2 號機組輸變電系統 (GEV) 共計 12 臺 500?kV 變壓器上成功應用， 試驗中未發生一起閃絡現象， 局部放電試驗均一次順利完成， 加快了安裝進度； 變壓器的局部放電量均控制在 100?pC 以內。??(3)?該試驗裝置簡單實用， 質量工藝易于控制，安全系數高， 保證了 500?kV 變壓器局部放電試驗工作的順利完成； 同時， 為某核電廠 500?kV 倒送電創造了條件。
