论文部分内容阅读
摘 要：局部放电试验是当前变压器试验的重点项目之一，可以对变压器的绝缘性能予以科学评价，110kV变压器的生产或安装时，均要展开局部放电试验，从而避免由于绝缘损坏导致的局部放电。本文对110kB变压器局部放电试验进行简要介绍，在此基础上展开了详细的试验电源与方法选择，并提出防干扰措施，以期为同类研究提供参考。
关键词：变压器;试验;局部放电
近年来，随着人们对电网运行稳定性的要求越来越高，变压器的可靠性成为了电力领域关注的重点，变压器作为电网运行中的主要设备之一，绝缘劣化将会导致局部放电，成为变压器常见故障之一[1]。为此，有必要对变压器进行局部放电试验，验证电气设备中是否存在破坏绝缘结构的放电源。
1相关概括
110kV变压器局部放电现象，主要是由于绝缘性能较差而导致的，本质上是在电压作用下，变压器绝缘结构缝隙产生的放电现象，是非贯穿性放电。局部放电虽然不会改变变压器结构，但是会对绝缘结构产生影响，不断降低其绝缘性能。在110kV变压器局部放电后，变压器外部绝缘结构会产生不同程度的变化。局部放电对绝缘结构的破坏，主要有以下两种情况：第一，放电质点直接作用于绝缘结构，对其产生破坏或击穿;第二，局部放电伴随的化学反应而生成的热和活性气体，例如氮化物、臭氧等，均会腐蚀绝缘结构，并逐步扩大，最终导致绝缘结构被热击穿。为此，需要在使用变压器之前，便展开严格检查。
一般来说，一旦有局部放电，必将会有非电特征与电特征两种情况，因非电特点不具有定性，检测难度较大，所以通常检测电特征。110kV变压器局部放电试验要求变压器连接打的，采取并联法予以测量放电量，然而，由于该方法仍存在许多影响结果的干扰因素，为了提高试验结果的可靠性，还要对干扰因素进行严格控制。
2试验电源
2.1电源获取
变压器局部放电试验电源主要包括中频发电机组、方波变频电源以及正弦波变频电源三种，由于110kV变压器容量相对较小，不符合中频发电机组的要求，所以不予以考虑，其次，使用方波变频电源时容易产生干扰信号，对试验结果造成干扰，所以也不予以考虑。本文电源获取选用正弦波变频电源，以晶体管构成放大网络，可以得到与信号源相同的波形，故而不会产生干扰信号。电源的启动与工作，均源于三相交流电源，以断路器的方式输至整流电路，构成脉动直流电源，再经过滤波电路的作用下，形成直流电源。在滤波电路中，由于电容相对来说较大，所以如何直接合闸，会不可避免的生成较大电流，并导致跳闸，为此，可以增加合闸回路，予以进行小电流充电，然后再合闸，从而规避以上问题。
变频柜输出的电压，将会受到励磁变压器影响而升高，这一变压器的结构应是上绕组，在铁芯间、低高压间设置静电屏，确保高压绕组与低压绕组之间不会存在电联系[2]。为保证正常的输出条件，并实现多电压要求，可以将高压侧设置为独立绕组，将低压侧设置为单绕组，使其不仅能够串联，也可以并联，以改变接线的方式，使得变压器输入预期电压。
2.2容量选择
以110kV变压器为例，其局部放电试验所需的频率与功率，如表1所示。
根据表1不难看出，电源的频率越高，则本次试验所需功率越低，若频率为100Hz那么将会出现最大有功功率的190%电压，数值为60kW。为此，鉴于试验中电源容量可能大于有功功率，为此，将电源容量选择为65kVA。
3试验方法
3.1接线
先展开空载升压试验，校准试验电压，再对变压器进行链接，并调节频率为150Hz。完成以上步骤后予以合闸，并升压为20V，再一次调节频率，并对电流动态予以记录。在频率粗调时，如果电流明显降低，则代表调节正确，待快要达到试验频率时，再进行频率细调，直至电流达到最小为止，此时的频率即试验频率。最后，调整试验电压，若输出电流不变，则将试验频率控制为130-150Hz之间。
3.2干扰抑制方法
（1）高压电晕放电。高压电晕放电作为主要干扰源，将会造成严重的试验干扰。感应加压过程中，为了防止电晕放电，应将电缆线作为电源连接线，并控制接地间距，同时，待试验变压器输入套管、电源输入套管，均要盖上屏蔽罩。
（2）悬浮电位放电。在局部放电试验过程中，电压达到109kV后将会产生悬浮电位，并对试验产生干扰。具体的消除干扰办法为：断开变压器母线后远离套管端部，并予以接地，在变压器周围引线及设备均要進行可靠接地。
（3）地线干扰。地线干扰具有高度的复杂性，难以彻底消除，依据成熟经验，可以将试验回路选择单点接地，扩大接地线截面积，使其形成放射状网络，尽可能的避免回路与串接的产生。与此同时，试验仪器与试验电源的接地要彻底分开，如果条件允许，可以将试验仪器的接地取消[3]。
3.3实验结果分析
（1）没有突然下降试验电压;
（2）电压U1=1.7Um/ 时的试验过程中，局部放电的持续水平在500pC以下，并没有呈现上升趋势;
（3）电压U3=1.1Um/ 时的试验过程中，电荷量连续水平小于100pC。
通过以上试验结果不难看出，通过科学的试验设计与干扰抑制方法，并未发现110kV变压器中存在内部放电现象，同理，若是在试验中试验电压突然下降，局部放电持续水平与电荷量持续攀升，则意味着110kV变压器中存在局部放电现象，需要返厂检查，确定绝缘缺陷所在，针对性采取大修或替换措施，待再次试验合格后方可使用。
4.结论：
变压器在安装或生产过程中，将会不可避免的存在一定缺陷，特别是绝缘缺陷，且此类缺陷难以通过常规试验检测出来，必要进行局部放电试验，在试验前，应选择适宜的电源、容量与试验方法，并应对干扰提出抑制措施，从而确保试验结果的准确性与稳定性。
参考文献：
[1]孟丽英.110kV变压器局部放电试验分析[J].科学与信息化，2018（023）：74-75.
[2]霍鑫.110kV变压器试验数据异常分析方法的探讨[J].电子乐园，2019（1）：72-72.
[3]林峰，陈忠宾，杜大禹.溧阳抽水蓄能电站500kV变压器局部放电试验浅析[J].水力发电，2018，044（010）：81-83.
（1.国网重庆市电力公司市北供电分公司 重庆 401120;2.国网重庆电力调度控制中心 重庆 400015）
关键词：变压器;试验;局部放电
近年来，随着人们对电网运行稳定性的要求越来越高，变压器的可靠性成为了电力领域关注的重点，变压器作为电网运行中的主要设备之一，绝缘劣化将会导致局部放电，成为变压器常见故障之一[1]。为此，有必要对变压器进行局部放电试验，验证电气设备中是否存在破坏绝缘结构的放电源。
1相关概括
110kV变压器局部放电现象，主要是由于绝缘性能较差而导致的，本质上是在电压作用下，变压器绝缘结构缝隙产生的放电现象，是非贯穿性放电。局部放电虽然不会改变变压器结构，但是会对绝缘结构产生影响，不断降低其绝缘性能。在110kV变压器局部放电后，变压器外部绝缘结构会产生不同程度的变化。局部放电对绝缘结构的破坏，主要有以下两种情况：第一，放电质点直接作用于绝缘结构，对其产生破坏或击穿;第二，局部放电伴随的化学反应而生成的热和活性气体，例如氮化物、臭氧等，均会腐蚀绝缘结构，并逐步扩大，最终导致绝缘结构被热击穿。为此，需要在使用变压器之前，便展开严格检查。
一般来说，一旦有局部放电，必将会有非电特征与电特征两种情况，因非电特点不具有定性，检测难度较大，所以通常检测电特征。110kV变压器局部放电试验要求变压器连接打的，采取并联法予以测量放电量，然而，由于该方法仍存在许多影响结果的干扰因素，为了提高试验结果的可靠性，还要对干扰因素进行严格控制。
2试验电源
2.1电源获取
变压器局部放电试验电源主要包括中频发电机组、方波变频电源以及正弦波变频电源三种，由于110kV变压器容量相对较小，不符合中频发电机组的要求，所以不予以考虑，其次，使用方波变频电源时容易产生干扰信号，对试验结果造成干扰，所以也不予以考虑。本文电源获取选用正弦波变频电源，以晶体管构成放大网络，可以得到与信号源相同的波形，故而不会产生干扰信号。电源的启动与工作，均源于三相交流电源，以断路器的方式输至整流电路，构成脉动直流电源，再经过滤波电路的作用下，形成直流电源。在滤波电路中，由于电容相对来说较大，所以如何直接合闸，会不可避免的生成较大电流，并导致跳闸，为此，可以增加合闸回路，予以进行小电流充电，然后再合闸，从而规避以上问题。
变频柜输出的电压，将会受到励磁变压器影响而升高，这一变压器的结构应是上绕组，在铁芯间、低高压间设置静电屏，确保高压绕组与低压绕组之间不会存在电联系[2]。为保证正常的输出条件，并实现多电压要求，可以将高压侧设置为独立绕组，将低压侧设置为单绕组，使其不仅能够串联，也可以并联，以改变接线的方式，使得变压器输入预期电压。
2.2容量选择
以110kV变压器为例，其局部放电试验所需的频率与功率，如表1所示。
根据表1不难看出，电源的频率越高，则本次试验所需功率越低，若频率为100Hz那么将会出现最大有功功率的190%电压，数值为60kW。为此，鉴于试验中电源容量可能大于有功功率，为此，将电源容量选择为65kVA。
3试验方法
3.1接线
先展开空载升压试验，校准试验电压，再对变压器进行链接，并调节频率为150Hz。完成以上步骤后予以合闸，并升压为20V，再一次调节频率，并对电流动态予以记录。在频率粗调时，如果电流明显降低，则代表调节正确，待快要达到试验频率时，再进行频率细调，直至电流达到最小为止，此时的频率即试验频率。最后，调整试验电压，若输出电流不变，则将试验频率控制为130-150Hz之间。
3.2干扰抑制方法
（1）高压电晕放电。高压电晕放电作为主要干扰源，将会造成严重的试验干扰。感应加压过程中，为了防止电晕放电，应将电缆线作为电源连接线，并控制接地间距，同时，待试验变压器输入套管、电源输入套管，均要盖上屏蔽罩。
（2）悬浮电位放电。在局部放电试验过程中，电压达到109kV后将会产生悬浮电位，并对试验产生干扰。具体的消除干扰办法为：断开变压器母线后远离套管端部，并予以接地，在变压器周围引线及设备均要進行可靠接地。
（3）地线干扰。地线干扰具有高度的复杂性，难以彻底消除，依据成熟经验，可以将试验回路选择单点接地，扩大接地线截面积，使其形成放射状网络，尽可能的避免回路与串接的产生。与此同时，试验仪器与试验电源的接地要彻底分开，如果条件允许，可以将试验仪器的接地取消[3]。
3.3实验结果分析
（1）没有突然下降试验电压;
（2）电压U1=1.7Um/ 时的试验过程中，局部放电的持续水平在500pC以下，并没有呈现上升趋势;
（3）电压U3=1.1Um/ 时的试验过程中，电荷量连续水平小于100pC。
通过以上试验结果不难看出，通过科学的试验设计与干扰抑制方法，并未发现110kV变压器中存在内部放电现象，同理，若是在试验中试验电压突然下降，局部放电持续水平与电荷量持续攀升，则意味着110kV变压器中存在局部放电现象，需要返厂检查，确定绝缘缺陷所在，针对性采取大修或替换措施，待再次试验合格后方可使用。
4.结论：
变压器在安装或生产过程中，将会不可避免的存在一定缺陷，特别是绝缘缺陷，且此类缺陷难以通过常规试验检测出来，必要进行局部放电试验，在试验前，应选择适宜的电源、容量与试验方法，并应对干扰提出抑制措施，从而确保试验结果的准确性与稳定性。
参考文献：
[1]孟丽英.110kV变压器局部放电试验分析[J].科学与信息化，2018（023）：74-75.
[2]霍鑫.110kV变压器试验数据异常分析方法的探讨[J].电子乐园，2019（1）：72-72.
[3]林峰，陈忠宾，杜大禹.溧阳抽水蓄能电站500kV变压器局部放电试验浅析[J].水力发电，2018，044（010）：81-83.
（1.国网重庆市电力公司市北供电分公司 重庆 401120;2.国网重庆电力调度控制中心 重庆 400015）