特高压变压器现场局放试验的变频电源方法应用_韩金华

准1
准7
3
1
X
ZK
2
a 、x — 低压绕组首末端 ；A — 高压端 ；Am — 中压端 ；X — 中性点 ； C1、C2、C3— 耦合电容 (套管电容 )；ZK 、ZK 、ZK — 检测阻抗 ；D —
1 2 3
准4
H1
H2
电容分压器 ；L — 补偿电抗器 ；P.D — 局放测试仪 。 图2 主体变 ACLD 试验接线图
ACLD 试验时主体变各端计算的电压数值见表 2。
4
4.1
主要试验设备及其关键参数
加压设备关键参数 试验时 ， 加压设备关键参数见表 3 。
研究与分析
韩金华 ， 夏中原 ， 王 伟 ， 等 . 特高压变压器现场局放试验的变频电源方法应用
· 53·
准5 a 380 V
变 频 电 源 升压变
D
L x
主体变
Fig. 1 Schematic diagram of 1 000 kV power transformer ACLD test
系 统 最 高 电 压 Um =1 100 kV ； 预 加 电 压 U1 =
3.3
主体变各端电压
1.5Um / 姨 3 =1.5 ×1 100/ 姨 3 =952.6 kV ； 测 量 电 压 U2=1.3Um / 姨 3 =1.3×1 100/ 姨 3 =825.6 kV；U3=1.1Um / 姨 3 =1.1 ×1 100/ 姨 3 =698.6 kV ；T ＝120 × 额 定 频 率/ 试验频率 ， 但不小于 15 s 。
Application of Variable Frequency Power Supply Method to In－site ACLD Tests of 1 000 kV UHV Transformer HAN Jin－hua ， XIA Zhong－yuan， WANG Wei， WANG Ji， WANG Zhen－yu， LI Xiao－gang
（ 河南电力试验研究院 ， 郑州 450052 ）
摘要 ： 局部放电试验是目前预防和检测变压器绝缘缺陷的有效方法之一 。 文章介绍了以变频电源装置为试 验电源在工程现场对 1 000 kV 变压器进行的局部放电试验 。 其中分析了 1 000 kV 变压器的性能参数及试 验过程 ， 并且对整个局放试验回路进行了适应性计算 ， 与试验实测数据进行了对比分析 ， 提出了放电干扰紫 外定位 、 试验回路多端接地和试验电源加装隔离变等抗干扰措施 ， 指出了该方法试验设备体积小 、 接线方式 灵活等优点 ，认为该试验方法可以在特高压工程中推广使用 。 关键词 ： 局部放电试验 ； 特高压 ； 1 000 kV 变压器 ； 变频电源 中图分类号 ： TM41 文献标志码 ： A 文章编号 ：1001 － 1609 （2013 ）10 － 0051 － 07
U U1 U2 U3 0
图1 主体变 ACLD 试验加压程序示意图
3.2
T 5 min 5 min 60 min 5 min t
试验接线和电压计算
ACLD 试验时 ， 采用单边加压方式 ， 利用变频电
源 柜 做 为 试 验 电 源 [1]， 输 出 频 率 可 调 的 正 弦 波 到 中 间变压器的低压侧 ， 中间变压器的高压侧输出试验 电压到特高压主体变的低压侧 ， 并且选用适当容量 的并联电抗器用于补偿试验时的容性无功 。 主 体 变 ACLD 试 验 的 接 线 见 图 2( 以试验 A 相 为例 ) 。
DOI:10.13296/j.1001-1609.hva.2013.10.012
第 49 卷 第 10 期 2013 年 10 月
High Voltage Apparatus
Vol.49 No.10 Oct. 2013
· 51·
特高压变压器现场局放试验的变频电源方法应用
韩金华 ， 夏中原 ， 王 伟， 王 吉， 王震宇 ， 李晓纲
0
引言
1 000 kV 晋 东 南 — 南 阳 — 荆 门 特 高 压 试 验 示
试验 ) 是现场难度最大 、 绝 缘考核最严 格 、 反映缺陷 最灵敏的试验 ， 对试验人员的技术水平和试验设备 的性能水 平 都 是 巨 大 的 考 验 。 在 2008 年 的 示 范 工 程 中 ， 1 000 kV 特高压变压器现场 ACLD 试验主 要是利用大容量发电机组及相关设备完成的，在
（Henan Electrical Power Research Institute ， Zhengzhou 450052 ， China ）
Abstract: This article describes the partial discharge test in －site for 1 000 kV power transformers taking a variable frequency power supply as the test power source. The performance parameters and testing process of a 1 000 kV power transformer are analyzed. The whole test circuit is computed for validation, and the computation result is compared with the measured data. In addition ， some anti－interference measures ， such as detecting and locating partial discharge with ultraviolet ， multipoint earthing of test circuit ， and adding isolation transformer to test power source ， are offered. This partial discharge test method has the advantages of smaller test equipment and flexible connection, and is worth while to propagate in ultra －high voltage projects. Key words: partial discharge test； ultra－high voltage； 1 000 kV power transformer； variable frequency power supply
西安西电变压器有限责任 公司
3
3.1
Leabharlann Baidu
试验方法的选择
电源的选择 在 2008 年示范工程中 ， 特高压主体变的 ACLD
试 验 电 源 采 用 的 是 中 频 发 电 机 组 [6]， 其 最 大 优 点 是 输出电压稳定 、 电源波形好 、 安全可靠性高 ， 其最大 缺点是体积大 、 运输和摆放困难 ； 发电机组启动时电 流较大 [10]， 要求现场试验电源容量较大 ， 同时发电机 组运行时有可能出现自激现象 [8，13]。 在 2011 年的扩建工程中 ， 综合考虑南阳站现场 条件 、 工期进度等 ， 特别是现场扩建工程中试验电源 容量仅有 630 kV· A ， 因此 ， 该次扩建 工程主体变 的
绝缘水平
生产厂家
2
2.1
ACLD 现场试验标准
主要依据标准 主要依据标准有 3 个 ：GB 1094.3 — 2003 《 电力
ACLD 试验选择用变频电源装置作为试验电源 。 其
主要优点如下 ： 设备轻便 、 运输和摆放简单 ； 输出频 率可连续调节 ， 可以使试验回路工作在完全并联谐 振状态 ， 对现场电源容量要求小 [7]。 其缺点是连续长 时工作能力稍差 、 输出波形较发电机组稍差 ； 对试验 装置中的电子元器件工作稳定可靠性要求高 ， 对滤 波电路性能要求高 。
1)试验电压不产生突然下降 ； 2) 在施加 U2 电压的长时试验期间 ， 主体变视在
放电量 高 压 线 端 不 超 过 100 pC ， 中 压 线 端 不 超 过
ACLD 试验的方法和具体试验情况 ［11-21］。
1
变压器主要参数
1 000 kV 特 高 压 变 压 器 由 主 体 变 压 器 和 调 压
200 pC ，低压线端不超过 300 pC ； 3) 在 U2 电压下 ， 局部放电不呈现持续增长的趋
势 ， 偶然出现的较高幅值脉冲可以不计入 ；
补偿变压器组成 ， 其主体变为单相 、 油浸式 、 无励磁 调压自藕变压器 ， 其主要技术参数见表 1。
表1 参数 产品型号 额定容量 /(MV · A) 额定电压 /kV 额定电流 /A 联结组别 主要技术参数 数值
表2 试验电压 高压端对 地电压 / kV 中压端对 地电压 / kV 低压端对 地电压 / kV 主体变压器各端试验电压
1 000 kV 套管出线端均压罩
Fig. 3 1 000 kV bushing ’s shield electrode 准5
Tab. 2 Test voltage of 1 000 kV power transformer U1=1.5Um / 姨 3 952.6 476.3 172.9
注 ：准1=2 700 ；准2=2 700 ；准3=650 ；准4=1 000 ；准5=1 000 ；准6=150 ；
准7=350 ；H1=2 600 ；H2=600 ；H3=250 。
图3
Fig. 2 Wiring diagram of 1 000 kV power transformer ACLD test
变压器 第 3 部分 绝缘水平 、 绝缘试验和外绝缘空 气间隙 》；GB/T 7354 — 2003 《 局部放电测量 》； 国家电 网公司 《1 000 kV 晋东南 — 南阳 — 荆门特高压交流 试验示范工程电气设备交接试验标准 》。
2.2
试验加压程序 试验的加压时间、加压顺序和施压电压值见图 1。
收稿日期 ：2013－ 05 － 19 ； 修回日期 ：2013 － 06 － 06
2011 年特高压南阳站的扩建工程中 ， 河南电力试验
研究院采用变频电源装置作为试验电源 ， 选择合适 的试验变压器 、 补偿电抗器等设备组成试验系统 ，开 展了大量模拟试验和研究性试验 ， 克服了现场环境 复杂 、 电磁干扰水平高等困难 ，在现场充分利用变频 电源试验装置设备体积小 、 接线方式灵活等特点 ，高
· 52·
2013 年 10 月
第 49 卷
第 10 期
水 平 地 完 成 了 1 000 kV 特 高 压 变 压 器 现 场 ACLD 试验 ， 其数据结果达到了出厂试验的水平标准 。 下 面具体介绍 利用变频电 源装置进行 1 000 kV 主变
2.3
试验合格判断标准 如果满足下列要求 ， 则试验合格 ：
4) 在 U3 电压下 ， 视在放电量的连续水平不大于 100 pC ； 5) 试验后的绝 缘油色谱分 析结果合格 ， 试验前
后的油色谱试验结果无明显差异 。
Tab. 1 The main technical parameters ODFPS-1000000/1000 1 000/1 000/334 1 050/ 姨 3 /525/ 姨 3 ±4×1.25％/110 1 649.6/3 299.1/3 036.3 Ia0i0 高压端子 SI-1800/LI-2250/AC-1100 中压端子 SI-1175/LI-1550/AC-630 中性点端子 LI-325/AC-140 低压端子 LI-650/AC-275
范工程是中国首个最高电压等级的交流输变电工 程 ， 工程的顺利投运和安全运行标志着中国在特高 压输变电领域取得了举世瞩目的成就 。 在特高压工 程 中 ，1 000 kV 特 高 压 变 压 器 是 工 程 中 最 重 要 、 最 关键的设备之一 [1-10]， 设计 制造 、 现场 安装等技术 难 度极大 ， 必须通过严格的现场交接试验来进行投运 前的质量检查 。 在变压器所有交接试验中 ， 绕组长 时感应电压带局部放电测量试验 ( 以下简称 ACLD