电力变压器常见局放问题研究

＊王爱全

（山西潞安化工集团漳村煤矿 山西 046032）

1.引言

当前由于我国不断发展电力事业，电网等级也不断得到升级，相应的电力变压器以及容量在不断得到改进。通过分析变压器事故可以看出，当变压器处于正常的工作状态时，也可能发生绝缘故障。通过分析发现，当变压器工作时，在高场强的作用下诱发内部绝缘相对薄弱的环节出现了局部放电的现象，从而大大降低了绝缘性，甚至导致出现击穿的现象。因此当存在该现象时，大大增加了变压器安全运行的风险，为此需要对变压器的局部放电性能进行考核，从而保证变压器安全高效的运行。

在对油浸式电力变压器进行出厂实验时，其故障主要在如下几个环节：

第一，由于内部绝缘件存在气隙，而出现放电现象；

第二，在进行装配时，出现真空度不达标的现象；

第三，存在金属杂质；

第四，配套件存在质量问题等。

为此笔者依据自身经验，对几种放电现象进行分析。

2.典型的几种放电分析

(1)绝缘内部气穴放电

放电原因：在制造过程中员工造成的涂胶缺陷，从而大致出现了一定量的层压木板以及在层压纸板中出现了难以侵蚀的密封气腔。

放电特点：当绝缘件处于高场强气穴下，在其放电的过程中往往很难出现熄火的现象，与此同时放电起始与熄灭之间的电压相差非常大。对于不可侵蚀的气穴而言，在进行实验的过程中并未出现较大的变化，相应的起始电压相对稳定。当出现可浸透性气穴时，可以借助热油、保真以及静放进行优化，在进行处理时发现起始电压往往随着静放时间的延伸而出现升高的趋势。与此同时，在采用上述处理的过程中，部分放电现象将会消失。通过分析放电图形可以看出，放电的频率与电压之间呈现正相关，图1表示放电图形示意图。

图1 绝缘气穴类放电图形

处理方法：对于该类型的放电通常可以使用如下几个方法进行处理：

第一，热油循环；

第二，保真空；

第三，静放。

假如在处理的过程中，当完全气穴完全浸透后，那么相应的放电故障将会消失。反之必须更换故障件。

案例：一台SZ 11-50000/110产品在局放试验时C相局放量超出标准要求。在进行实验的过程中发现，在电压状态下，A相、B相存在局部放电的现象，数值达到50pC，C相放电量在2000pC附近浮动。在对高低压放电量进行探测时发现，该放电形式为高压首段对地放电，其起始电压为95.4kV，相应的熄灭电压为10.6kV。在对其进行热油循环以及长时间的保真空处理发现，放电现象并未发生任何变化。同时在复试验时，对其进行多次的感应耐压，其放电量两级发生较大的变化，在对其进行试验的过程中，在油样中出现了乙炔。在检查吊罩时，在C相压板高压一侧出现了放电的痕迹。经过对该高压板进行处理发现存在气穴，并且气穴出现了放电的现象。

(2)浅层的气泡放电

放电原因：在真空状态下注油，有时在高场强位置出现了气泡。

放电特点：当处于高场强状态下，一般可以击穿气泡类放电现象，进而能够优化放电现象。当进行反复施加预加电压U1时，那么相应的放电量将会变小，有的将会出现完全消失的现象，图2表示相应的放电图形。

图2 浅层气泡类放电图形

处理方法：通常可以借助静放或者相应的将其抽成真空的形式，这样可以大大优化放电现象。

(3)悬浮放电

放电原因：当处于电场中，金属部件出现了松动，从而导致出现悬浮放电现象，通常在金属件周围存在一定的电位差。

放电特点：对于低电位元件而言，当出现了松动现象，那么部件将会出现悬浮放电。当金属部件处于高电位的状态时，其往往与周围带点部件存在接触不良的现象，从而导致出现悬浮放电，假如变压器高压套管表现出不良现象时，那么将引发悬浮电位放电现象。图3为悬浮放电图。

图3 悬浮类放电图形

处理方法：对于悬浮金属部件而言，假如悬浮部件处于高场强，那么必须将悬浮部件与电场进行接通，与此同时可以设置相应的屏蔽，这样可以避免产生电位问题，假如悬浮部件处于低电位状态，那么将悬浮部件设置在接通状态。

案例：一台SZ11-25000/110，在对其进行中性点支撑短时感应试验发现，A相正常工作，而B，C相放电现象，其放电量为120pC。在进行局部放电实验时发现，A相正常工作，而B，C相放电现象，其放电量为120pC。在对B，C两相放电进行分析可以看出，其属于悬浮放电形式。经过对低压放电量发现，b相存在120pC，与此同时放电量并不随着电压的升高而增多。

当出现低压放电现象时，可以使用复合式套管发现，与套筒紧固配合的金属圈与导电杆之间并未通电，如图4所示。而工作人员将其连接后可以实现放电。

图4 套管悬浮部位图片

(4)金属杂质或类金属杂质放电

放电原因：内部绝缘部件、变压器油存在金属杂质。

放电特点：该现象引起的放电主要表现为放电起始与熄灭电压数值比较接近。当放电严重时，通常在起始放电故障位置可以听到放电声，同时可以借助超声探测的方式找到故障点位置，当然必须借助绝缘油色谱分析方式进行识别。

处理方法：检查吊罩是否存在故障点。假如发现油样色谱并未出现问题，那么说明故障位置相对较深。接着需要对绝缘部件内部进行检查，以及更换故障位置的绝缘部件。假如通过分析油样色谱已经可以判断存在显著的放电现象，那么可以断定绝缘部件表面存在杂质。

案例：在对SFZ11-50000/110进行感应局放试验时，经过测试发现A，B两相合格，而相应的C相处于对地95kV状态下，其放电量为400pC，并且在变压器内部出现了闻放电声。当C相熄灭首段对地85kV时，其放电量电压与起始电压基本一致，由此可以借助电气法C相首端对地放电量，与此同时运用超声波进行监测发现首段压板位置超声波最强。

(5)配套件质量问题引起的局放

放电原因：配套件绝缘性存在问题。

放电特点：经过对配套件进行分析主要有如下几个方面的元件：

第一，无励磁分接开关；

第二，有载分接开关；

第三，套管等。

电容性套管安装时必须首端接地，接着电容式套筒通常作为独立单元与首端进行连接，往往在套管绝缘内部存在一定的绝缘故障，这时相应的放电将不能较好地传递到首端。

处理方法：更换有问题的配件即可。

案例1：在对SSZ11-50000/110进行局放试验时发现，当处于电压下时，A，C相、低压a、b、c各相均未检测到放电，当时在B相中出现了放电现象，其数值达到了50pC。一般可以借助中性点支撑的方式对起始熄灭放电电压进行验证，经过试验发现处于高压下，B相首端存在对地放电的现象，并且放电不能传递给各个首端。最后，互换高压A，B两相进行复试局放试验，这时放电随着B相传递给A相，由此可以看出该放电是由高压套管引起，将存在问题的套管更换后，再次进行复试试验发现局放合格。

图5 无载变压器高压绕组结构简图

案例2：SF11-18000/110型设备，感应局放状态下，1.5从八厅电压下高压A，B，C三相局放全部不满足要求，A＜500pC，B＜1500pC，C＜500pC，三相的局放图形较为相似，采用电气法得出A，B，C三相均是绕组对地放电。为了准确判定出故障点所在区域，单相感应状态下，分别对A、B、C三相的放电量进行检测，监测结果分别为480pC、1593pC以及490pC；高压零相和高压首端检测的放电量保持一致，因此判断故障应该位于中间位置，但是无励磁分接开关通常安放在中间区域，因此需要对无励磁分接开关进行局部放电量的检测。常规状态下进行检测存在一定难度，因此首先去除三相开关，把引线进行额定分接，降低测试的难度提升测试结果的准确性，该状态下不带无励磁分接开关的变压器三相局部放电量满足实际需求，因此能够推断放电现象是开关导致的。同厂家进行协商后更换为绝缘材质的三项开关，实验结果满足相关指标。

3.总结

通过对几个常见的局放问题进行分析，找到局部放电部位，在对放电类型进行识别，找到相应的问题，这样可以大大提高维修局部放电的效率，进而优化变压器的质量。