变电裁术 ５００ｋＶ主变低能放电故障分析 贾志辉 ，刘海锋。，邸世辉。 （１．国网河北省电力公司，石家庄０５００２１；２．国网河北省电力公司检修分公司，石家庄０５００００） ０５００７０； ３．国网河北省电力公司经济技术研究院，石家庄［摘要］ 针对一起５Ｏ０ｋＶ主变低能放电的故障，通过设备返厂吊检找出缺陷原因，提出整改方案，并给出该类问题具 体的防范措施。 关键词 主变低能放电铁心磁屏蔽油纸绝缘 ０引言 变压器的质量关系到其自身的运行寿命和电力系统的 安全可靠性。变压器的绝缘结构较为复杂，设计不合理就 可能造成局部区域场强过高，工艺上存在的某些缺陷就可 使绝缘含有气泡，绝缘材料受机械振动和热胀冷缩造成局 （１）外观检查发现，器身及绝缘件、绕组、铁心均无 明显位移、损坏、变形痕迹。 （２）对主变三相进行铁心、夹件间的绝缘电阻试验， 三相均在不同试验电压时出现放电（Ａ相３ ０００Ｖ、Ｂ相 １ ０００Ｖ、Ｃ相２ ８００Ｖ）。根据放电声音判断放电部位分布 于下部磁屏蔽分路或上部磁屏蔽分路；Ｂ相铁心极间绝缘 电阻较Ａ、Ｃ相偏低，最小值为９５４Ｍｆｉ。 （３）该主变磁屏蔽分路采用绝缘螺钉安装于上、下夹 部开裂也会出现气泡，这些情况都会导致变压器在较低外 施电压下发生局部放电。本文就一台５００ｋＶ变压器在投运 后发生低能局部放电，导致油中Ｃ Ｈ 含量逐渐增加的缺 陷进行分析。 件侧部，用于改善变压器内部漏磁分布，如图１所示。检 查三相磁分路时，发现磁分路与铁心间，上、下磁分路与 夹件安装面间均存在不同程度的放电痕迹，Ａ相磁分路端 １故障经过 ２０１１年５月，某变电站基建工程竣工投运５００ｋＶ主 变后，油务班组按要求在主变投运后第１、４、１Ｏ、３０天 部绝缘多数位移或破损，Ｂ、Ｃ相未见异常；根据厂家提 供的生产图纸，磁分路屏蔽设计值厚度为（２０±２）ｍｍ，但 实际仅为１４．３ｒａｍ。 对主变取油样进行油中溶解气体分析。第４天后，发现三 相本体油中出现痕量Ｃ Ｈ ，且呈增长趋势，具体情况见 表１（油温为４０℃）。 表１ 气体含量山／Ｉ 图１ 磁分路与夹件结构图 ｉ 综上，吊罩检查试验情况与现场初步分析基本一致。 经改良三比值法计算编码为２／０／２，初步判断为低能 放电。２０１１年６月，对该组主变进行带电测试，发现其内 部局放与低压侧无功负荷的投人关系密切，无功补偿投入 后，主变低压线圈励磁电流变大，流过磁分路及铁心的磁 ３缺陷原因分析 根据吊罩检查结果，认为该缺陷产生的原因如下。 （Ｉ）由于磁分路与铁心间距较小且无可靠绝缘保证措 施，导致在漏磁较大（无功设备投入或冲击合闸试验）时磁 分路与铁心间发生放电。 （２）处于２２ＯｋＶ绕组端部磁分路厚度不足，在安装槽 通量增加，感应电压增高导致局部放电量增大，且现场带 电检测结果表明铁心与夹件间的放电信号极性相反。通过 带电检测，进一步判断主变铁心与夹件间存在绝缘缺陷， 局部放电存在于铁心与夹件间，未发生在绕组处。 内存在间隙，导致磁分路与夹件接触不紧密，从而产生放 电。 ２缺陷设备解体检查 ２０１１年９月，对该主变三相进行吊罩检查。 收稿日期：２ｏ１４—０４—２０ （３）Ｂ相铁心极间绝缘电阻较Ａ、Ｃ相偏低，初步认为 是铁心极间绝缘存在轻微受潮引起的。 （下转第４１页） 作者简介：贾志辉（１９７２一），高级工程师，从事超高压电网技术和管理工作；刘海锋（１９７５一），高级工程师，从事超高压电网技术和管理工 作；邸世辉（１９８１一），工程师，从事超高压输变电＿Ｔ－程建设管理工作。 ３２Ｉ ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｅｔ．ｎｅｔ Ｉ中国电工两 接地技术 三相平衡的，和系统正常运行时完全相同，如图３所示。 电压表为零，其余两相为二次线电压１００Ｖ，这样就正确 地反映了绝缘接地情况，如图５所示。 图３ １０ｋＹ Ａ相接地二次电压相量图 一 一 一 ３整改建议 —“，— ＿ ＿ 由上述分析可知，采用ＪＳＺＦ＿１０Ｇ型ＴＶ的１ＯｋＶ系 统，不论是单相接地还是正常运行，三相绕组始终承受平 衡电压，因此三组ＴＶ的电感不变化，不存在饱和现象， 图４更改后的ＴＶ二次接线图 ＵＩｂｌｎ Ｕ¨ 也就不会发生谐振，即使存在其它激发条件，中性点不发 生位移，也不会发生谐振。这正是采用４ＴＶ接法的优势 所在，也是１０ｋＶ ＴＶ发展的趋势。然而，该型ＴＶ在单 相接地时二次不能反映接地相的对地电压值，始终是一个 平衡电压，这不利于安全运行。 图５更改接线后Ａ相接地二次电压相量图 据了解，同型号设备在其它地方使用时也出现了相同情 况，咨询设备厂家，答复是该型号ＴＶ在系统接地时确实不 反映接地电压。因此，必须对该型号ＴＶ进行整改，但应保 留一次零序ＴＶ可防谐振的优势，故从二次侧接线方面探索 改进方法。经分析，该型ＴＶ若要反映单相接地时故障相的 对地电压，则必须使二次侧电压表能反映零序绕组的电压， 因此只有采用零序绕组（第四ＴＶ线圈）二次侧有２个线圈的 ＴＶ才能满足运行要求，其二次接线如图４所示。 但是，实际上在ＴＶ二次侧增加线圈并不方便操作， 因此以上对二次接线的整改建议仅适用于设备生产厂家， 对于设备运维单位，只能更换为二次接线设计合理的 ＴＶ。据了解，现在市场上已有一些零序绕组（第四ＴＶ线 圈）二次侧有２个线圈的４ＴＶ电压互感器，建议调查统计 辖区内该型号ＴＶ后统一更换，同时日常多留意设备运行 工况，及时发现并消除设备隐患。 更改接线后，ＴＶ二次侧电压表（相电压）测量数据为 Ｕａ—Ｕ 一Ｕ ，Ｕ —Ｕ 一Ｕ ， 地电压己， 、ＵＨＮ、 —Ｕ 一Ｕ ，分别反映高 ４结束语 １０ｋＶ系统采用４ＴＶ接法的电压互感器可很好地达到 防铁磁谐振的目的，但一次侧增加零序绕组后，在４ＴＶ 电压互感器二次接线时，可能会因考虑不周而造成设计错 误。为此，生产厂家在研发新产品时应全面考虑实际运行 压侧对应相绕组电压与零序绕组电压的相量和，即各相对 。由前面的分析可知，Ｕ 一 ＵＡ ＋ＵＮ，Ｎ＝０，ＵＨＮ—Ｕ ，＋ＵＮ，Ｎ＝１０ｋＶ，ＵｃＮ：ＵＨＮ，＋ Ｕ 一１０ｋＶ。也就是说，更改接线后ＴＶ二次侧电压表 要求，施工时一定要分析图纸接线的合理性，运维单位也 要加强验收，以免设备带缺陷投运而带来麻烦。 （３）磁分路厚度严格按照设计值（２０ｍｍ）进行整改，确 保磁分路与夹件间紧密接触，如图３所示。 （４）在整改处理中更换全部拆卸的螺栓。 （相电压）在原相电压叠加了【， 使得单相接地时短路相 （上接第３２页） ４处理措施 （１）将磁分路缩短１０ｒａｍ，再将磁分路与铁心间的绝缘 距离增至１８ｍｍ（原设计为８ｍｍ）。 （２）在磁分路表面覆盖２层０．５ｍｍ厚的纸板并在磁分 路端面与铁心间设置２层１．５ｍｍ厚的纸板，将原磁分路 与铁心间的油绝缘间隙变为油纸绝缘间隙，以确保磁分路 与铁心间有足够的绝缘强度，如图２所示。 经过整改，再次对投运后的主变进行油中气体分析， 未发现有Ｃ２Ｈ。，主变运行良好。 ５防范措施 （１）对于设备入厂监造工作，必须有具体、详细的安 全技术组织措施及监造作业指导书，要强化入厂监造现场 组织协调，严把质量关。 （２）对于厂家进行的设备吊检、解体等工作，要求厂 图２加装绝缘纸板的磁屏蔽图３整改安装后的磁分路 ＿一 家提供详细的标准化作业指导书并认真审核，有疑问时应 和厂家进一步完善、细化，以确保工作质量。 （３）设备吊检后的试验必须严格执行规程和现场标准 化作业，不漏项，以确保对设备状态做出正确的评价。 电工技术ｌ ２０ｔ４ｌ ７期ｌ４１
