500kV变压器局放试验故障及对策研究

发表时间:2021/4/22   来源:《当代电力文化》2020年29期   作者:金仕琦
[导读] 500kV变压器是电力系统中的主要构成,其运行状况会对电力安全造成直接影响,因此在工作中应该加强标准化管理。
        金仕琦
        云南电力技术有限责任公司,云南昆明650217
        摘要:500kV变压器是电力系统中的主要构成,其运行状况会对电力安全造成直接影响,因此在工作中应该加强标准化管理。局部放电缺陷是设备运行中的常见故障类型,会对设备的性能产生危害,同时也难以保障运行的安全性。明确局放试验中的故障问题并加以处理,使变压器的运行更加可靠,真正降低电力系统的风险。本文将对500kV变压器进行介绍,探索500kV变压器局放试验故障的原因,并对故障的解决对策进行研究,为实践工作提供参考。
关键词:500kV变压器;局放试验;故障;对策

        500kV变压器的应用,可以确保电压变换工作的顺利实施,为人们提供更加优质、稳定的电能。在社会用电量逐年增长的趋势下,更应该确保变压器的良好运行状态,增强电力生产的连续性,从而满足社会用电需求,促进社会经济发展。针对500kV变压器进行局放试验,会出现局放量超标的问题,严重时会对设备性能和人员安全造成威胁,因此应该加强诊断和预防。变压器在运行中容易受到多种外界因素的影响,导致局放量超标的原因也有所不同,因此应该从实际情况出发制定切实可行的处理方案,消除其中的故障隐患,避免大范围电力事故的发生。油样分析和诊断试验等,是分析500kV变压器故障的常用措施,应该明确各个环节的操作要点,从而使故障问题得到及时处理。
一、500kV变压器概述
        油浸式单相自耦三绕组无载调压电力变压器在实践中的应用较多,在某变压器当中其短时感应试验电压的高压、中压和低压分别为680kV、395kV和85kV。需要通过多种试验对500kV变压器的出厂性能进行检测,包括了负载试验和空载试验、雷电冲击试验、低压试验和操作冲击试验等等,在试验中并未发现缺陷故障问题。为了能够对局部放电情况进行分析,还需要开展短时感应耐压试验,将开关设置在中压最大分接。当电压在1.5Um/√3kV时,中压和高压都未出现局放量异常的现象。经过一段时间后,电压逐渐变为680kV,此时出现了较大的电晕,局部放电状况出现在中压侧和高压侧当中,而且信号不够稳定【1】。在该电压值下持续一段时间后,闪络问题出现在高压中性点管套当中,此时应该进行分闸处理,放电痕迹出现在法兰螺栓的位置。
二、500kV变压器局放试验故障的原因
(一)故障诊断
        对试验接线和设备状况进行检查后未发现问题,同时对电容和套管介损进行测试时也都处于正常值,因此击穿放电问题可能出现在变压器的内部。通过短时感应试验的方式对故障实施排查和确认,按照规定校正方波和电压,满足试验要求。高压侧、中压侧对地电压和低压侧输入电压分别为403kV、222kV和38kV时,局部放电问题出现在变压器当中,中压侧、高压侧和中性点的放电量分别为3100pC、3600pC和400pC,因此中性点套管不是导致局部放电缺陷的原因。再次校正方波和电压后开展长时感应电压试验,电压在1.5Um/√3kV时发生局部放电,中压侧和高压侧的放电量分别为415pC和488pC【2】。电压持续升高后,中压侧和高压侧的放电量分别为398pC和467pC,具有不稳定的特征。对变压器的油样进行检测分析时出现乙炔,结合上述试验结果,那么击穿放点出现在内部。
(二)吊心检查
        放电痕迹出现在绝缘围屏表面和高压线圈中部出头偏下的位置,烧蚀状况出现在调压引线的绝缘木螺栓当中,而爬电问题则出现在油箱磁屏蔽绝缘件当中【3】。对其进行干燥脱油处理后,检查中压线圈、高压线圈和调压线圈情况,并不存在异常问题。


(三)原因分析
        根据油隙、油箱磁屏蔽、围屏和层压木螺栓的特点和分布确定放电的路径,查找变压器局放试验故障时应该从高压线圈的绝缘、中性点套管和电场情况等入手,以明确故障的根本原因。首先,应该对中性点套管进行分析。闪络问题往往出现在中性点套管当中,但是检测电容和介损时未出现异常参数。开展短时感应耐压试验,局放量与传递比相符,所以不会出现损坏现象。支撑试验法是短时感应耐压试验的常用方法,出现对地击穿时,会产生较大的电流变化速率,大波反射出现在中性点和中压的波阻抗连接问题,引起电压升高和闪络的现象。其次,应该对高压故障线饼的绝缘情况进行检查和分析,11.96kV为饼间电压值,工频电压耐受值超过44kV,不可能发生击穿故障【4】。最后,应该分析放电路径的电场情况。主要是针对绝缘件进行检查,包括了木螺栓和纸板,在电场计算时可以运用仿真计算模型。油隙击穿问题往往是由于木螺栓一端局部放电所引起,这也会导致纸板沿面出现滑闪现象,随着滑闪的增大则会对围板造成击穿,引起了线饼的闪络。因此,通过上述分析可以看到,引起变压器局放试验故障的原因在木螺栓当中,在使用中绝缘性逐渐下降,引起了局放量超标的问题,进而对500kV变压器的性能造成威胁。
三、500kV变压器局放试验故障的解决对策
(一)优化设计
        木螺栓的绝缘强度难以符合设计要求,是导致500kV变压器局放试验故障的主要原因,在设计时隔板会由于长木螺栓的应用而受到影响,纯油隙成为爬电距离,因此使得绝缘强度下降。同时,在应用磁屏蔽纸板时未能对故障木螺栓进行全面覆盖处理,也会对绝缘性造成影响,进而引发了局部放电故障。因此应该从设计的角度出发对其予以优化,加强对木螺栓性能的严格检查,确保其符合500kV变压器的运行需求,增强其绝缘功能【5】。在设计中也不能采用木螺栓对外隔板进行固定处理,可以对其进行悬挂处理,避免击穿放电等问题的出现,保障设备的安全性。应该合理选择磁屏蔽的纸板,确保实现全面覆盖,将隔板设置于油箱和高压出头当中,使绝缘裕度符合运行要求。
(二)加强管理
        制定完善的巡检制度,加强对500kV变压器运行状况的全面检查,明确各个部门和人员的职责,确保在出现问题后能够及时上报并处理,防止出现严重的损坏或者安全事故。对于绝缘件的性能进行严格测试,当出现问题时应该加以更换,定期进行清理,防止灰尘或者杂物等破坏其绝缘性。对高压线圈进行重新绕制,确保在变压器运行中的良好功能【6】。应该逐步提高试验和检修工作人员的专业能力,使其针对局放电试验故障能够做好全面预防,增进与厂家的沟通交流。

四、结语
        500kV变压器局放电试验故障的存在,会对设备的绝缘性能造成影响,使得设备使用寿命缩短,也容易引发安全事故。因此,应该通过故障诊断和吊心检查的方式明确故障类型、位置和原因,从而实现有效处理。木螺栓的不规范应用,是导致故障问题的主要原因,应该从设计环节和管理环节予以全面优化,使变压器在运行中保持良好的状态。

参考文献
[1]周邦栋,李锋.一起光伏电站箱式变压器内部多点放电故障分析[J].广西电力,2020,43(05):75-78.
[2]杨兆星,杨雷,任鹏飞,亓文汉,付荣荣,何荣凯,刘晖.大型变压器局放试验干扰分析及排除[J].湖北农机化,2019(06):60.
[3]刘云斌.某500kV变电站35kV站用变压器爆炸事故分析与反思[J].现代制造技术与装备,2018(10):126+132.
[4]陈权锋.500kV变压器局放试验故障和处理[J].科技风,2017(14):211+218.
[5]叶夏林. 基于现场局放试验的变压器典型故障分析与研究[D].华南理工大学,2016.
[6]彭非,程林,房体友,吴义华,詹浩.500kV变压器局放试验故障分析和处理[J].高压电器,2015,51(12):190-195.
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