110KV变站变压器局部放电试验方案

福鼎城北110kV变电站变压器局部放电试验方案

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项目部审核：日期：

编写：日期：

2017年4月

变压器局部放电试验方案

一、试验目的

变压器故障以绝缘故障为主，一些非绝缘性原发故障可以转化为绝缘故障，而且变压器绝缘的劣化往往不是单一因素造成的，而是多种因素共同作用的结果。局部放电既是绝缘劣化的原因，又是绝缘劣化的先兆和表现形式。与其他绝缘试验相比，局部放电的监测能够提前反映变压器的绝缘状况，及时发现变压器内部的绝缘缺陷，预防潜伏性和突发性事故的发生。

二、人员组织

1、项目经理：

2、技术负责：

4、现场试验负责人及数据记录：

5、被试GIS一、二次回路短路接地与放电、并将升压设备的高压部分短路

二次负责人：

6、试验设备接线及实际加压操作负责人：

7、7、专责安全员：

8、工器具管理员：

9、试验技术人员共4人，辅助工若干人

10、外部协助人员：现场安装人员，监理，厂家及业主代表等人员

三、试验仪器、设备的选择

（一）加压试验仪器、设备

1.试验电源

局部放电试验可采用中频发电机组或者变频电源方式来获取试验电源。中频发电机组由于性能稳定、容量大，比较适用于超高压和特高压变压器试验。变频电源由于质量和体积小，便于长距离运输和现场试验的摆放，且要求现场提供的电源容量小，故目前在现场较多采用。

2.励磁变压器

在选择励磁变压器时，应充分考虑能灵活变换输入、输出侧的变比，获得不同的输出试验电压。励磁变压器具备以下结构和特点，一般可满足现场实验的要求。

低压绕组：共6个绕组、8套管输入，一般额定串并联后电压为300V,380V,400V。

高压绕组：共6个绕组、12套管输出，一般额定串并联后电压为2×35kV，3×5kV，2X5kV,5x5kV

3.补偿电抗器

采用中频发电机组时，需要采用过补偿，一般过补偿＞10%，但对于500kV及以上变压器，考虑到其容性电流较大（多达50A），若过补偿太多，则需要的电抗器数量多，发电机容量及现场电源容量都难以满足要求，所以过补偿以约5%为宜。

采用变频电源时，一般使回路成谐振状态，谐振频率要求达到100Hz以上，或者100Hz以上某个频率处于欠补偿，电源容量可以满足试验要求。

补偿电抗一般采用对称补偿，可降低电抗器工作电压。

4.试验连接导线

根据变压器局部放电试验的不同试验电压，应选择合适的加压导线，并留有一定的裕度，保证在测量电压下不会产生电晕。

5.高压屏蔽罩

在变压器局部放电试验过程中，应充分考虑试验均压屏蔽罩的结构及电场分布，尽量改善主变套管出线端电场分布，降低均压罩及金具表面电场强度。一般情况下，防电晕屏蔽装置有半球形、双环形、三环形、四环形等。应根据电压高低，选择合适的尺寸。

（二）试验类型

1.现场试验电源和推荐标准 现场试验的理想电源，是采用电动机—发电机组产生的中频电源，三相电源变压器开口三角接线产生的150Hz 电源，或其它形式产生的中频电源。若采用这类电源，试验应按6.

2.1条中的加压程序，试验电压与允许放电量应同制造厂协商。若无合适的中频或150Hz 电源，而又认为确有必要进行局部放电试验,则可采用降低电压的现场试验方法。其试验电压可根据实际情况尽可能高，持续时间和允许局部放电水平不作规定。

降低电压试验法，不易激发变压器绝缘的局部放电缺陷。但经验表明，当变压器绝缘内部存在较严重的局部放电时，通过这种试验是能得出正确结果的。

2.现场试验工频降低电压的试验方法

工频降低电压的试验方法有三相励磁、单相励磁和各种形式的电压支撑法。现推荐单相励磁法

单相励磁法，利用套管作为耦合电容器C k ，其接线如图1所示。这种方法较 为符合变压器的实际运行状况。图1中同时给出了双绕组变压器各铁芯的磁通分布及电压相量图(三绕组变压器的中压绕组情况相同)。

图1 单相励磁的试验接线、磁通分布及电压相量

(a)C 相励磁时的接线图；(b)各柱磁通分布示意图；(c)电压相量图

由于C 相(或A 相)单独励磁时，各柱磁通ΦZ 、ΦB 、ΦC 分布不均，A 、B 、C(或A M 、B M 、C M )感应的电压又服从于E =4.44f W Φ规律，因此，根据变压器的不同结构，当对C 相励磁的感应电压为U C 时，B 相的感应电压约为0.7U C ，A 相的感应电压约为0.3U C (若A 相励磁时，则结果相反)。

当试验电压为U 时，各相间电压为

U U CB ≈17.;U U CA ≈13.

当A 相单独励磁时，各相间电压为

U U BA ≈17.;U U BC ≈13.

当B 相单独励磁时，三相电压和相间电压为

U U U A C B ==12

U U U BC BA ==15

. 单相电源可由电厂小发电机组单独供给，或以供电网络单独供给。选用合适的送电网络，如经供电变压器、电缆送至试品，对于抑制发电机侧的干扰十分有效。变电所的变压试验，则可选合适容量的调压器和升压变压器。根据实际干扰水平，再选择相应的

滤波器。

（三）测量试验仪器、设备

现场进行局部放电试验时，可根据环境干扰水平选择仪器上的不同频带。干扰较强时一般选用窄频带，如可取f0=30～200kHz，△f=5～15kHz；干扰较弱时一般选用宽频带。在满足信噪比的条件波和低频干扰，测试仪频带的下限通常选择40kHz。而上限选择为300kHz。

目前有标准依据的是测量视在放电量的测量仪器，通常是示波屏、数字式放电量（pC）表或数字放电脉冲通常显示在测量仪器的示波屏上的椭圆基线上。

四、危险点分析及控制措施

1.防止高处坠落

试验人员进入现场必须戴安全帽，高处作业必须挂安全带，严禁徒手攀爬变压器套管。

2.防止高处落物伤人

高处作业应使用工具袋，上下传递物件应用绳索栓牢传递，严禁抛掷。

3.防止工作人员触电

拆、接试验接线前，应将被试设备对地充分放电，以防止剩余电荷、感应电压伤人及影响测量结果。测试前与检修负责人协调，不允许有交叉作业，试验接线应正确、牢固，试验人员应精力集中。试验现场装设安全围栏或标识带，并挂“止步，高压危险”标示牌，试验时应有专人看守。试验设备外壳应可靠接地。

五、试验前的准备工作

1.了解被试设备表现场情况及试验条件

查勘现场，查阅相关技术资料、变压器历年试验数据及相关规程等，掌握该变压器运行及缺陷情况，根据试验电压和被试变压器参数，估算所需试验电源、励磁变压器及电抗器补偿容量，编写作业指导书及试验方案。

2.测试仪器、设备准备

选择合适试验设备、供电电源容量、带剩余电流动作保护器的电源接线板、放电棒、接地线、安全带、安全帽、电工常用工具、试验临时安全遮拦、标识牌、万用表、温（湿）度计、电源线轴。清洁布、绝缘塑料袋等，并查阅测试仪器、设备及绝缘工器具的检定证书有效期。

3.办理工作票并做好试验现场安全和技术措施

相其余试验人员交代工作内容、带电部位、现场安全措施、现场作业危险点，明确人员分工及试验程序。

六、现场试验步骤及要求

（一）试验方法

1、试验加压方法

局部放电试验是对电压很敏感的试验，只有当内部缺陷的场强达到起始放电场强是，脉冲放电量才能观察到。在现场试验中采用工频电源是无法使绕组中感应出这么高的试验电压的。因为铁芯磁通密度饱和，激磁电流个铁磁损耗都会急剧增加，提高电源频率是目前唯一可行的方法。

试验是通过励磁变压器升压，向被试变压器低压侧施加电压，在高压侧感应出高压的方法来进行的，对于回路中容性分量的补偿，常用的方式是在低压端加装并联电抗器，用以补偿回路中的容性无功分量。

2、局部测量方法

脉冲电流法是目前唯一有标准的变压器局部放电检测方法。它是通过检测阻抗、检测变压器套管末屏接地线、外壳接地线、铁芯接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流，获得视在放电量。其测试回路如图2所示。