分压器内部积水故障诊断

黄振，何衍和，肖磊石，魏征，许志海，饶章权

(广东电网有限责任公司电力科学研究院，广州 510080)

分压器内部积水故障诊断

黄振，何衍和，肖磊石，魏征，许志海，饶章权

(广东电网有限责任公司电力科学研究院，广州 510080)

通过直流滤波器场专用分压器测试直流系统调试过程中的过电压，以校核一次设备的绝缘配合，在直流系统调试过程中发挥重要作用。介绍了 “两渡”直流输电工程系统调试过程中一起分压器内部积水受潮测试故障，利用电阻测量法对分压器故障进行分析，诊断出故障点位于低压臂。现场解体证实低压臂存在严重积水，紧急处理后分压器正常运行。

直流输电；阻容型分压器；过电压；故障诊断；电阻测量法

0 前言

高压直流输电工程系统调试过程中，有些试验项目能在直流系统内部引起严重的过电压，有必要在直流系统内部安装分压器对过电压进行现场实测[1-7]。

某直流输电工程 (系统调试过程中在直流滤波器场安装专用直流分压器，测试直流系统内部可能产生的各种操作过电压，以校核一次设备的绝缘配合是否满足要求，并为工程投运提供重要现场实测依据[8-11]。

以下介绍了直流输电工程系统调试过程中一起分压器内部进水受潮测试故障情况，利用电阻测量法诊断出故障点位于直流分压器的低压臂。现场解体证实分压器低压臂由于密封不良存在严重的内部积水现象，导致低压臂电阻值发生明显偏移。现场紧急处理后，分压器恢复正常运行。

1 直流分压器参数和测试情况

1.1 直流分压器参数

直流输电工程内部过电压测试分压器安装在受端换流站的直流滤波器场内，分压器分别并联在滤波器电抗L1、L2、L3和中性母线处，如图1所示。采用阻容式直流冲击分压器，分压器型号如表1所示。

图1 直流滤波器场测试分压器安装电气接线图

表1 直流输电工程过电压测试用分压器型号

1.2 测试情况

直流线路瞬时人工接地短路试验是系统调试的关键试验项目，主要用于检验直流系统在线路接地故障下的运行特性和保护动作功能。如图2所示为糯扎渡直流输电工程极2低端阀组系统调试阶段侨乡换流站侧直流线路瞬时人工接地故障试验测试波形，其中直流极线电压信号由测量屏柜二次端口接出。

由图可以看出，直流线路接地短路前，直流极线电压为-400 kV。发生接地短路故障后，直流极线电压经高频振荡后跌落至0，经过约180 ms的燃弧和去游离过程，直流系统重启开始恢复电压，再经过200 ms左右直流极线电压最终稳定在-400 kV。直流分压器测试波形在直流极线接地瞬间存在高频振荡过程，直流极线电压恢复过程中存在小幅振荡，完整反映了直流线路接地短路故障的整个过程。

图2 直流线路瞬时人工接地故障测试波形

2 故障诊断及处理

2.1 故障情况介绍

图3为极1低端阀组VBE故障引发S阀组带电跳闸的测试波形。

图3 VBE故障引发带电跳闸直流分压器测量波形图

由图可知，电压信号存在高频振荡过程，分压器2电压信号振荡范围远大于其它分压器。电压峰值测量结果如表2所示，分压器2电压峰值达到331.4 kV，为分压器1和3电压峰值的30倍以上。当时为站系统调试阶段，极1低端阀组由闭锁状态转为备用状态，直流滤波器并未投入，分压器信号为感应电压，并未出现操作过电压，现场避雷器也未动作，因此判断分压器2测量信号出现故障。

2014年4月初，溪洛渡直流输电工程开始进行回2极1调试，也发现直流滤波器场分压器1和分压器4的测试信号存在着较明显偏大的问题。

表2 VBE故障带电跳闸分压器测量电压峰值

2.2 高压臂电阻测量

利用绝缘摇表对分压器的高压臂电阻进行测量，可以看出，高压臂电阻没有发生变化，说明分压器高压臂绝缘性能没有出现劣化，排除了由于高压臂电阻问题引起分压器测试信号故障的可能。

利用万用表对测试故障分压器低压臂的电阻进行测量，测量结果同出厂值相比均发生了明显减小。

根据直流冲击分压器原理，分压比k为

式中：Rg——高压臂电阻，MΩ；

Rd——低压臂电阻，kΩ。

低压臂电阻发生下降，则实际的分压比增大，分压比增大，则测量信号会发生不同程度偏大。

2.3 现场处理措施

分压器测试信号故障引发点确认出现在低压臂。现场打开故障分压器低压臂，均发现内部有很多积水，锈蚀现象严重分压器低压臂结构如图4所示，低压臂密封只有一块环氧底板，密封胶圈缺失，导致密封不良。分压器在户外长时间运行，历经大雨、潮湿、低温等恶劣天气，水从环氧底板缝隙处渗入低压臂，使得低压臂电阻值发生明显降低。其中分压器2低压臂中间匹配电阻，由于积水浸泡使得焊点松动，接触不稳定，因此电阻值在1.1 kΩ～23.2 kΩ之间游移变化。

图4 直流分压器低压臂结构

现场对故障分压器清理内部积水和锈迹，进行干燥处理，重新焊接并进行密封。经过上述处理后，重新测量低压臂电阻，现场处理后直流分压器低压臂电阻恢复正常。后续调试过程中，实测波形数据正常，分压器恢复正常测试工作；利用电阻测量法定期对直流分压器电阻进行监视，没有发现异常。

3 结束语

1)直流滤波场专用分压器能完整测试和反映直流输电工程系统调试中产生的各种操作过电压，并对一次设备的绝缘配合进行校核，为直流输电工程投运提供重要现场实测依据。

2)电阻测量法具有直观性、快速性、准确性等优点，在实际的分压器故障诊断中发挥重要作用。

3)电阻测量法可以作为测试分压器日常运维的重要监测手段，可以快速判断分压器可能出现的缺陷和故障。

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Diagnosis and Treatment of Voltage Divders Water Accumulation Fault

HUANG Zhen，HE Yanhe，XIAO Leishi，WEI Zheng，XU Zhihai，RAO Zhangquan
(Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Corporation，Guangzhou 510080，China)

Divider installed in DC filter field to measure overvoltage in process of the DC transmission project system commission，which checked the insulation coordination of primary equipment，played an important role in DC power transmission system commission.The water accumulation faults of divider at the converter stations were introduced，divider faults were analysised with resistance measurement，and it is determined that the fault is located in the low voltage side.The site disintegration demonstrates the water accumulation fault，divider test signal returned to normal after emergency treatments.

DC power transmission；capacitance-resistance divider；overvoltage；fault diagnosis；resistance measurement

TM866

B

1006-7345(2015)05-0040-03

2015-04-13

黄振 (1987)，男，硕士，助理工程师，广东电网有限责任公司电力科学研究院，主要从事输电线路运行技术、架空线路防冰和过电压绝缘配合研究工作 (e-mail)xjtuhuangzhen＠126.com。

何衍和 (1972)，男，工程师，广东电网有限责任公司电力科学研究院，主要从事直流调试和过电压绝缘配合研究工作。

肖磊石 (1987)，男，硕士，工程师，广东电网有限责任公司电力科学研究院，主要事电力系统过电压及接地技术、直流工程调试及相关科研工作。