一起500 k V变压器局部放电故障的诊断与处理

赵　军，邢　超，朱思旭，古海峰，刘宏亮，尹子会

（1.国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050021；2.国网河北省电力公司检修分公司，石家庄 050000）

一起500 k V变压器局部放电故障的诊断与处理

赵军1，邢超1，朱思旭1，古海峰1，刘宏亮1，尹子会2

（1.国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050021；2.国网河北省电力公司检修分公司，石家庄 050000）

针对某500 k V变电站4号变压器高压侧引线屏蔽管悬浮放电引起局部放电的问题，从放电电压、传递比、油色谱、支撑加压等方面进行试验分析，认为高压套管引线处屏蔽管与套管的电位连接线断裂是导致该变压器局部放电的原因，提出更换新等电位线的处理措施，通过对A相变压器进行各项交接试验，结果表明各项指标正常。为今后500 k V变压器安装施工、运行维护和技术监督积累了经验。

变压器；局部放电；油色谱；屏蔽管；等电位线

超高压电力变压器是电力系统的核心设备，安装质量对变压器的安全稳定运行有很大的影响。而局部放电试验可以发现变压器内部绝缘有无破坏性放电源的存在，以及可以分析内部绝缘是否存在介电强度过高的区域［1］。因此，采用局部放电试验来检验变压器安装质量是非常有效的手段。以下就一起某500 k V变电站4号变压器由于高压侧引线屏蔽管悬浮放电引起局部放电故障的情况进行了分析。

1　故障情况介绍

某500 k V变电站4号变压器型号为ODFS-250000/500。在对A相变压器进行交接试验时，分别进行了绕组直流电阻测量、电压比测量、绕组电容量及介损测量、工频耐压、油色谱等试验，均未发现异常。

长时感应耐压带局部放电试验开始加压后，当电压上升到1.1Um，放电起始，高压、中压放电量值分别为1 200 p C、250 p C；继续抬高电压至1.5Um，高压、中压放电量值分别达到2 600 pC、600 p C，同时试验波形发生改变，随着电压的逐步升高，波形有逐渐变密的趋势。当电压下降过程中，波形有逐渐变疏的趋势。随后进行了几次重复加压，发现起始电压和熄灭电压不稳定。

在连续进行多次局部放电试验后，局部放电突然消失，背景值为高压120 p C，中压190 p C。在按照国标要求进行加压试验过程中，局部放电量没有增长，未发现异常放电图谱。

2　故障原因分析

整个试验过程采用紫外成像仪、超声波局部放电检测仪对外部试验引线电晕干扰进行了定位和处理；同时通过改变试验接线，监视低压侧局部放电情况排除了低压侧放电干扰。变频电源装置开启滤波功能，排除电源侧干扰。结合以上情况初步判断内部存在悬浮放电点。在连续进行多次局部放电试验后，试验结果却显示没有异常放电，怀疑可能内部悬浮放电部位在重复的加压过程中形成了新的导电通道，使得悬浮放电部位电位降低或与高压带电部位重新等电位，此处电场分布趋于均匀，失去了构成悬浮放电的基本条件，从而使得放电消失。

2.1结合利用放电起始、熄灭电压判断

考虑到局部放电试验是对电压很敏感的试验，内部缺陷的场强达到起始放电场强时，放电才发生。因此结合观察放电起始、熄灭电压后发现，试验开始加压后电压抬高到1.1Um，放电起始。当电压下降到0.5Um，放电熄灭。放电量基本保持不变，与所加电压有关。符合内部局部放电的特征。

2.2结合利用传递比判断

试验人员在对其进行方波注入时，采用了多端口注入的办法，以方便确认放电是否符合传递比：高压注入500 pC，中压传递150 pC；中压注入500 p C，高压传递80 p C。

根据高压、中压放电量判断，不太符合传递比传递，通过传递比初步判断，放电位置可能在绕组外部，结合传递比，考虑高压侧绕组出线部位可能性偏大。

2.3结合油中色谱分析判断

首次取油样结果见表1。

表1　油色谱取样结果 μL/L

由表1可知，总烃超过规程注意值20μL/L，但油样未能反映出乙炔气体，遂考虑到可能由于气体扩散的原因，同时由于未能按照加压程序对其进行完整试验，长时感应耐压试验D段时间上未能保证1 h加压，可能会对油化结果有影响。

为确保油色谱分析结果的准确性，排除气体扩散速率的影响，试验人员于连续进行多次完整加压后分别通过不同的取油阀抽取了油样进行分析。局部放电试验取样化验结果见表2。

表2　局部放电试验取样结果 μL/L

根据油色谱数据，利用三比值法对其进行分析，可以判断为电弧放电。属于引线对电位未固定的部件之间连续火花放电，分接抽头引线和油隙闪络，不同电位的绝缘之间发生火花放电或悬浮电位（接触不良）发生火花放电情况。因油中色谱分析中一氧化碳和二氧化碳的含量没有明显的增长，可以初步判断此放电未涉及到固体绝缘［2-3］。

2.4结合利用支撑加压方式判断

通过支撑法加压，改变局部放电试验中高压中性点的电位，将高压中性点电位抬高，使得绕组匝电压发生变化，但保证绕组端部试验电压不变。此时发现放电起始电压和熄灭电压变化不大。可大致判断放电发生在绕组外部，而不是绕组内部。通过试验数据的比对和分析不难发现，首先放电发生在试品变压器内部，其次位置大致在绕组出线部位。

3　钻检情况

相关人员在对U相变压器进行钻检的过程中，检查了中压套管侧的调压引线、无载开关、中压套管引线、低压引线、低压套管、低压TA及器身上部压板，均未发现异常。

检查高压套管附近的旁柱静电屏，未发现异常；拆除高压套管均压球下部引线的夹持绝缘件后，发现绝缘件上部有微量碳黑，怀疑均压球位置有放电现象，又检查了高压套管引线及引线处屏蔽管与套管的电位连接线，发现该电位连接线断裂，产生悬浮电位，高压引线出现炭黑，附近其它绝缘件未见损伤。

4　处理措施及效果

局放超标及色谱异常的主要原因为该铝制屏蔽管的等电位连接线断裂，铝管悬浮所致。在进行局放测试时，开始局放量较大，连续进行数次试验后，试验合格，悬浮放电消失，说明在屏蔽铝管与引线之间由击穿形成了新的回路。此次发现的引线断裂部位与之前的局部放电试验中预判的位置相符，符合悬浮放电特征，可以确定此缺陷是造成局部放电及色谱异常的原因。

该导线安装时变压器内部引线接引工作应与变压器上部套管法兰固定工作配合进行。本次高压套管一次引线及等电位线在套管法兰盘螺栓孔未对齐的情况下，内部接线人员就将均压球固定到位，外部接线人员指挥吊车再次对套管进行提拉动作，可能是导致等电位线受力断裂的原因。同时由于均压球已经安装到位，安装人员不能直接观察到等电位线就位情况，导致等电位线断裂情况未被及时发现。

更换新等电位线后，重新对U相变压器进行各项交接试验，顺利通过。

5　建议

a.由于现场安装人员对变压器结构不熟悉，同时厂家指导不到位，是造成本次事故的直接原因。为避免以后类似事故重复发生，应在安装施工过程中加强监督，优化作业流程，注意改进工序，确保安装过程中不出现类似断线事故。

b.等电位线建议在保证截面积大小以及一定通流能力的情况下采取铜编织带软连接，同时保证一定的长度裕度。

c.长时感应带局部放电试验，是发现此类故障的有效手段。要注意试验过程中排除外界干扰后的波形变化情况，此类故障为典型悬浮放电图谱，同时，在长时感应耐压试验后要结合油色谱等试验结果进行综合分析。

d.进行交接试验过程中发现此类故障后，考虑到故障气体的扩散时间，要保证对变压器油有足够的静置时间，以免影响油色谱分析结果的准确性。必要时分别从变压器不同取油阀取油样进行化验分析。

［1］ 刘振山，杨道文，朱太云，等.几起变压器现场试验局部放电量超标原因的分析［J］.变压器，2012，49（12）：47-49.

［2］ 操敦奎.变压器油色谱分析与故障诊断［M］.北京：中国电力出版社，2010.

［3］ DL/T 722-2000，变压器油中溶解气体分析和判断导则［S］.

本文责任编辑：杨秀敏

Diagnosis and Treatment of Partial Discharge Fault in 500 k V Transformer

Zhao Jun1，Xing Chao1，Zhu Sixu1，Gu Haifeng1，Liu Hongliang1，Yin Zihui2
（1.State Grid Hebei Electric Power Corporation Electric Power Research Institute，Shijiazhuang 050021，China；2.State Grid Hebei Electric Power Corporation Maintenance Branch，Shijiazhuang 050071，China）

According to the problem for partial discharge caused by suspended discharge of high voltage side lead shielded-plate tube in a transformer in NO.4 500 k V substation，This paper analyses the test from the discharge voltage，transmission ratio，oil chromatogram，Support applied voltage etc.，considers that the break of connecting line between the high voltage bushing and shielding pipe leaded to the transformer partial discharge，proposes the treatment measures for the replacement of the new connecting line，through the A phase transformer for the commissioning test，the results showed that the indicators are normal.The experience has accumulated for 500 k V transformer installation，operation，maintenance and technical supervision in future.

transformer；partial discharge；oil chromatogram；shielding pipe；equipotential line

TM855

B

1001-9898（2016）02-0057-03

2015-11-18

赵 军（1983-），男，工程师，主要从事变电一次设备试验研究工作。