220kV变压器局部放电故障分析王晓光

220kV变压器局部放电故障分析王晓光

王晓光

广州龙达工程管理有限公司510405

摘要：在我国国民经济实现迅猛发展的现阶段，社会各界对于电力能源的应用也提出了越来越高的要求，且电力部门也随之加大了对电力能源的安全监督力度，与电力系统相关的试验、施工以及安全运行体系等也实现了较大程度的优化和完善。变压器作为电力系统中电力设备的重要构成，其运行质量对于电力系统的整体稳定运行会产生直接的影响，因此要重视对变压器的研究。为此，本文以220kV变压器为例，对其出现的局部放电故障进行了分析，为相关工作的开展提供参考。

关键词：220kV变压器；局部放电；故障分析

1试验电源的获取

1.1工频电源方式

工频电源加压方式无法准确的发现220kV变压器当中存在的局部放电故障，经过大量的试验研究发现，当220kV变压器的绝缘内部具有严重程度较大的局部放电故障的情况下，选用工频试验电源能够对局部放电故障和绝缘状况实现有效的分析和判断。工频电源方式在220kV变压器局部放电故障诊断试验中的应用较少。

1.2变频电源方式

变频电源方式在220kV及以下电压等级的变压器局部放电故障诊断中的应用较为常见。变频电源，实际上借助电力半导体变频电路，将50Hz的工频转换成为中频交变电源，一般情况下，这种电源方式的电路具有一定的复杂性，对元件参数也具有较高的要求，但是其优点体现在设备体积小、运输方便以及可实现对输出频率的连续调节等。变频电源能够输出频率不同的交流电压，在对局部放电故障进行诊断的过程中，有效的降低了高压电压升高现象的出现几率；对合适的补偿电抗器实现利用能够使得试验回路在接近并联谐振工况下工作，因此所需要的电源容量较小。

1.3中频发电机方式

中频发电机方式是220kV变压器局部放电故障诊断试验中所最为常见的一种电源方式，同时也适用于其他电压等级和容量的变压器。提供试验电源的发电机组所具有结实耐用、维护方便、可靠性高、输出电压稳定、安全性高等优势，但是其设备的体积和重量较大；同时，由于发电机定子容性电流会产生一定的助磁作用，在变压器的容性负载较大的情况下会导致自激现象的出现。

2试验接线

220kV变压器局部放电故障诊断试验的接线方式如图1所示，选取了变频电源的方式，同时供给了一台多绕组中间变压器，在其高压的一侧接入补偿电抗器组，用以对高压变压器的容性无功进行补偿；利用电容分压器对220kV变压器的输出电压实现直接测量。

图1220kV变压器局部放电故障检测试验接线示意图

在对220kV变压器进行局部放电故障检测试验的过程中，首先应将频率调节至100Hz左右；进行合闸之后，将电压升至20V，对频率进行调节，对输出电流的变化情况进行仔细的观察。当输出电流出现减小现象的时候，代表频率调节的方向正确，在接近试验频率的情况下，应坚持“频率细调”的原则，直至电流最小，而此时的频率就是试验频率。再次，将电压上调至试验电压，需要注意的是，为了避免出现电流激增的问题，应缓慢升压。

3现场干扰和抑制措施

3.1高压电晕放电干扰

在对220kV变压器进行局部放电故障检测的过程中，在高压套管的端部会出现较高的电压，为保证试验结果的准确性，需要对其进行有效的屏蔽；另外，高压引线的设计不当也会使得引线尖端电场的集中位置出现电晕放电的现象，因此，应尽可能的使用光滑的圆柱形，或者是直径足够大的蛇形管来构建引线。

3.2地线干扰

对某变电所中的220kV变压器A相进行加压试验，当电压升至0.7E的时候，在图谱上出现了放电波形，对其进行分析和量值计算之后认为放电量的绝对值较小，继续加压，发现放电量无明显增长；当升至1.5E的时候，高压侧放电量为250pC，中压侧则为1000pC，图谱如图2所示。为了有效的避免地线干扰，对于局部放电故障检测试验的回路，应选择可靠的单点接地，同时形成放射状；试验电源、局部放电测试仪的接地应相互分开，在有需要的情况下，局部放电测试仪可以取消接地。

图2接地不良干扰下的高、中压侧波形示意图

3.3悬浮电位放电引起的干扰

在对220kV变压器进行局部放电故障诊断的时候，对于周围不接地或虚接地金属体而言，当施加的电压达到一定值的情况下会产生浮电位，进而出现悬浮放电的现象，对故障检测试验造成影响。为了避免悬浮电位放电的干扰，要保证所有试品和仪器的可靠接地，并使用螺钉压紧连接处。

3.4强电磁辐射干扰

在对220kV变压器进行局部放电故障检测试验的过程中，还会受到因静电或电磁感应以及电磁辐射而引起的干扰，因此要注意对试验线路的屏蔽，对于局部放电测试仪的电源也应该采取必要的抗干扰措施，例如隔离变压器、电容、电感滤波等。如图3所示，在对某变电所220kV三相变压器进行局部放电测试的时候，在高、中压侧都发现了放电波形。电磁干扰波形出现在第四象限，在第二象限中也出现了幅值较低且较疏的波形，同时伴有游动现象。

图3强电

磁辐射干扰下的高、中压侧图谱

4结语

综上所述，在我国电力行业实现迅猛发展的当下，科学技术水平的提升使得电力配套监测技术和设备等方面也随之实现了更新和优化。局部放电是变压器运行过程中较为常见的一种故障，其问题的出现可能是因为内部绝缘存在缺陷或者是受到外界因素的干扰，对外部干扰因素实现排除，最终做出准确的判断。在今后的发展过程中，电力企业还应该进一步加大对变压器局部放电故障的研究力度，为电力系统的安全可靠运行提供基础保障。

参考文献

[1]王克峰，孙庆生，江和顺，秦鹏，陈旭东，杨治纲，龚建军.一起500kV变压器稳钉悬浮放电故障的诊断与分析[J].高压电器，2012，03：95-98.

[2]何文林，余睿.220kV变压器局部放电试验异常实例分析[J].浙江电力，2008，01：48-50.