500kV变压器大修后交流耐压及局部放电检测试验探讨

500kV变压器大修后交流耐压及局部放电检测试验探讨

张伟

（内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海超高压供电局内蒙古乌海市016000）

摘要：随着地区经济的不断发展，用电量的不断攀升，高电压、大容量的变压器通常作为电厂或变电站的枢纽环节，对电网的安全运行、能量输送起着至关重要的作用，但大部分变压器投入运行多年，有些处在潮湿、污秽的恶劣环境中，更是造成变压器故障频发，且呈上升之势，基于此，本文主要对500kV变压器大修后交流耐压及局部放电检测试验进行分析探讨。

关键词：500kV变压器；大修；交流耐压；局部放电；检测试验

1、前言

某电站＃１主变为三绕组壳式升压变压器，每２台发电机组经１台主变升压后直接接入５００ｋＶＧＩＳ。该主变自投运以来运行较稳定，但随着年限的增长，逐渐暴露出密封渗油、潜油泵渗油等缺陷。为此，结合设备实际运行状态，对该变压器进行大修，并对高、低压套管等部件进行更换。依据ＤＬ／Ｔ５７３—２０１０《电力变压器检修导则》（以下简称导则），变压器大修后应开展绕组连同套管的交流耐压试验（有条件时），必要时进行感应耐压试验带局部放电量测量。本文就相关标准和要求，结合设备实际运行情况和厂家提出的意见，对＃１主变大修后的交流耐压及局部放电检测试验进行探讨与分析。

2、试验项目

交流耐压试验作为变压器绝缘考核的重要手段，是变压器大修后的必做项目。该试验分为外施工频交流耐压与感应耐压，其中外施工频交流耐压对检查变压器主绝缘强度、局部缺陷等具有决定作用，能有效检验绕组主绝缘受潮、松动、移位等情况。而随着变压器电压等级的提高，容量的不断增大，匝间绝缘在制造、运输、安装、运行等过程中愈发容易出现问题，但外施工频耐压却无法对变压器的纵绝缘进行考验。因此，对于全绝缘变压器，采用外施工频耐压考核主绝缘的同时还必须采用三相感应的方法对变压器的纵绝缘进行考察。而对于分级绝缘变压器，由于线端与中性点的主绝缘水平不同，因此不能通过外施工频交流耐压考察主绝缘；又因为分级绝缘变压器的特点，其相对地及相间绝缘水平相同，若使用三相感应的方法进行试验，则二者不能同时达到试验电压的要求，所以必须使用单相感应耐压才能对主绝缘及纵绝缘进行检查。

＃１主变为三绕组壳式升压变压器，绕组排列为高／低／低，额定电压为５３７．５ｋＶ／１８ｋＶ／１８ｋＶ，联结组别为ＹＮ／ｄ１１／ｄ１１，绝缘水平为高压出线端６３０ｋＶ、中性点１４０ｋＶ、低压侧８５ｋＶ。对于绕组连同套管的交流耐压试验，导则规定“对于１１０ｋＶ及以上电压等级的绝缘变压器，中性点应进行交流耐压试验，试验耐受电压为出厂试验电压值的８０％，其它接线端子可不进行交流耐压试验。但当低压侧绕组的系统标称电压为３５ｋＶ及以下时，或者对低压侧绝缘有怀疑时宜单独对低压侧进行交流耐压试验（采用外施交流电压耐压方法）”。对照＃１主变的相关参数可知，应进行中性点交流耐压试验以及低压侧绕组的外施交流耐压试验，试验电压值应分别为１１２ｋＶ（１４０ｋＶ×０．８）及６８ｋＶ（８５ｋＶ×０．８）。

对于绕组连同套管的局部放电试验，导则规定“电压等级在２２０ｋＶ及以上变压器大修后宜进行局部放电试验。局部放电试验方法及判断方法，均参考ＧＢ１０９４．３中的有关规定进行，但试验电压和判断标准如下：……对运行超过１５年的变压器，宜在１．３Ｕｍ／（连续视在局部放电不大于３００ｐＣ）或１．１Ｕｍ／（连续视在局部放电不大于３００ｐＣ，激发电压为１．３倍）电压下试验”。由于本次未涉及变压器绕组更换，绕组连同套管的局部放电试验采取１．１Ｕｍ／（连续视在局部放电不大于３００ｐＣ，激发电压为１．３倍）电压下试验。

为此，按照导则进行识别和整理，＃１主变大修后应开展的试验项目为高压绕组中性点交流耐压试验、低压绕组交流耐压试验以及绕组连同套管的局部放电试验。

3、试验方法

3.1绕组连同套管的交流耐压试验

高压绕组中性点交流耐压试验、低压绕组交流耐压试验一般采用外施交流电压耐压试验的方法，高压绕组可采用感应耐压试验的方法。外施交流电压耐压试验的时间为６０ｓ，试验原理如图１所示。

图1

3.2绕组连同套管的局部放电试验

绕组连同套管的局部放电试验采用低压侧感应电压的方式进行，利用低压绕组作为支撑，使高压侧达到感应电压幅值。试验电压波形应尽可能接近正弦，试验电压值为测量电压的峰值除以槡２。当交流电压频率不大于２倍额定频率时，全电压下试验时间为６０ｓ；当试验电压频率大于２倍额定频率时，全电压下试验时间为１２０×（额定频率／试验频率），但不少于１５ｓ。

3.3与厂家沟通结果

由于该变压器于１９９２年投运，在查阅标准后考虑实际情况又与变压器生产厂家进行沟通，以确认相关试验项目及电压水平。厂家明确不赞成进行大修后的交流耐压试验，即不同意进行高压绕组中性点交流耐压试验及低压绕组交流耐压试验；同时，不同意绕组连同套管的局部放电试验进行１．３Ｕｍ／激发，只进行１．１Ｕｍ／耐压和３０ｍｉｎ局放测试，且连续视在局部放电量由不大于３００ｐＣ进一步放宽至５００ｐＣ。

双方就试验项目、试验电压及判断标准等进行了多次沟通协商，结合本次大修的工作内容，修后耐压试验的必要性的确不高。按照生产厂家意见进行试验，从试验结果来看，１．１Ｕｍ／耐压过程未发现异常，３０ｍｉｎ局放测试的结果表明最大局放量不超过１６０ｐＣ且绝大部分为背景噪声，并未超过导则标准，局放量随时间的延长没有增长趋势。这一方面说明变压器整体绝缘状况较好；另一方面也说明受设备设计水平所限，且随着设备运行年限的增长，厂家对产品设计水平的自信不足，试验标准愈发保守。

4、现场组织

4.1解开点的选取

电站＃１主变低压侧与１８ｋＶ封闭母线连接，设有可拆卸的外罩，工作开展相对简单。高压侧高压套管直接接入５００ｋＶＧＩＳＧＭ１－５气室，在耐压试验过程中相对较为复杂，需要将５０１１ＢＬ隔离。于是有两种方案可供选择：一是在高压套管顶端解除（解开点１）；二是在５０１１ＢＬ顶端解除（解开点２）。两种方案在实施过程中工序是一致的，但又各有优缺点，见表１。两种方法的选取并无绝对的优劣，应根据检修人力资源配置、现场天气情况等进行确定，关键在于确定后前期做好策划。本次＃１主变大修后选取从高压套管顶部解除的方式进行试验。

表1

4.2试验过程中应注意的问题

（１）试验前必须确认变压器的常规试验项目全部完成并合格，变压器油检验合格，静止时间超过７２ｈ。

（２）试验前对变压器本体进行放气，确认变压器套管电流互感器二次绕组短路接地。

（３）试验前＃１主变高、低压两侧与系统全部脱离，变压器分接位置放在第Ｉ档（在Ｉ档进行试验可保证高压绕组所有匝间绝缘均能在耐压过程中得到考察）。

（４）试验过程中应尽量确保白天工作的连续性，因涉及ＧＩＳ气室ＳＦ６气体的反复回收、注气，耗时较久并且均为直线工期，要合理安排。

5、结束语

变压器大修后应开展交流耐压及局部放电检测试验，具体项目及耐压值应认真查询相关标准进行确认，并征求生产厂家意见。其基本原则是依据变压器的设计水平、实际情况以及检修内容，通过检修后试验的开展掌握设备状态，不论项目还是试验标准的确定均应以此为前提。

参考文献：

［1］葛为民．感应电压试验与局部放电试验时的典型试验回路与电压计算［Ｊ］．高压电器，２００４，４０（５）：３２４－３２６

［2］陈邓伟，钟晓明．变压器感应耐压试验中的计算与分析［Ｊ］．河南电力，２００６（１）：２３－２５