宜宾站换流变压器阀侧电压测量故障分析及处理.pdf

第 3 8卷第 6期 2 0 1 5年 1 2月 四 川 电 力 技 术 S i c h u a n El e c t ri c Po we r T e c h n o l o g y V0 1 3 8 N o 6 De c 。 2 01 5 宜宾站换流变压器 阀侧电压测量故障分析及处理 孙文， 禹佳 ， 陈伟 ( 国家电网公司运行分公司宜宾管理处 ， 四川 宜宾6 4 4 O O O ) 摘要： 宜宾站 自调试起 ， 多次出现换流变压器末屏电压测量故障。基于2 0 1 5年 7月 1日换流变压器阀侧电压测量 故障， 在回路原理和等效电路的基础上， 分析 了末屏电压异常的原因， 提 出了多种解决末屏 电压畸变的办法和措施。 消除末屏电压发生谐振和畸变将有利于直流系统和保护设备运行的可靠性， 对现有的直流工程 中末屏电压测量出现 回路的改造， 以及未来直流工程中末屏电压互感器的设计， 提供参考依据。 关键词： 直流输电； 换流变压器； 末屏电压； 畸变 ； 电压互感器； 铁磁谐振 A b s t r a c t ： S i n c e t h e c o mm i s s i o n i n g f o r Y i b i n c o n v e r t e r s t a t i o n b e a n s ， s e v e r a l v o l t a g e m e a s u r e m e n t f a u l t s a t b u s h i n g t a p o c c u r f r e q u e n t l y B a s e d o n t h e v a l v es i d e v o l t a g e me a s u r e me n t f a u l t o f c o n v e r t e r t r a n s f o r me r i n 1 s t J u l y ，2 0 1 5，t h e a b n o rm a l r e a s o n s f o r v o l t a g e a t b u s h i n g t a p a r e a n aly z e d o n t h e b a s i s o f c i r c u i t p ri n c i p l e a n d e q u i v ale n t c i r c u i t ，a n d s o me me t h o d s a n d me a s u r e s t o s o l v e t h e v o l t ag e d i s t o r t i o n a t b u s h i n g t a p a r e p u t for w a r d E l i mi n a t i n g t h e v o l t a g e r e s o n an c e a n d d i s t o r t i o n a t b u s h i n g t a p w i l l b e c o n d u c i v e t o t h e o p e r a t i o n r e l i a b i l i t y o f DC s y s t e m a n d p r o t e c t i o n d e v i c e， a n d i t p r o v i d e s a r e f e r e n c e f o r t h e t r a n s f o rma t i o n t h a t t h e c i r c u i t o c c u r s d u ri n g v o l t a g e me a s u r e m e n t a t b u s h i n g t a p i n t h e e x i s t i n g H V D C p r o j e c t ， a s w e l l a s t h e d e s i g n o f v o l t a g e t r a n s f o rm e r a t b u s h i n g t a p f o r t h e f u t u r e H V D C p r o j e c t Ke y wo r d s ： HVDC t r a n s mi s s i o n s y s t e m ；c o n v e rt e r t r a n s f o rm e r ；e n d s h i e l d v o l t a g e；d i s t o r t i o n ；v o l t a g e t r an s f o r me r ；f e r r o mag - ne t i c r e s o n a nc e 中图分类号 ： T M7 2 1 1 文献标志码 ： A文章编号 ： 1 0 0 3 6 9 5 4 ( 2 0 1 5 ) 0 6 0 0 5 1 0 5 0 引 言 在高压直流输电系统 中， 换流变压器是最重要 的设备之一 ， 这是 由于其处在交流电和直流电互相 变换 的核心位置以及在设备制造技术方面的复杂性 和设备费用的昂贵等所决定的。作为直流输电换流 站的主要设备 ， 换 流变压器承 担换能 的重要作用 。 对换流变压器电压进行在线监测 ， 实时获得换流变 压器 的电压波形特征 ， 是保证直流输电工程安全运 行的重要手段 。 近几年投运 的特高压直 流输 电工程 ， 如锦苏直 流 、 宾金直流、 复奉直流等都采用 电容式套管 ， 从 电 容式套管的末屏处抽取电压信号用于在线监测和录 波以及 中性点偏移保护。 l 故障简述 2 0 1 5年 7月 1 13 0 1时 1 1分 ， 宜宾站极 高端 阀组 由充 电转连接过程中， 阀组 A、 B、 c 3套保护同 时发“ Y D换流变阀侧 电压互感器 A相故 障” 告警 ， 现场万 用表检 查 3套保 护装置 U V D 电压 分别 为 1 4 1 2 7 V、 1 4 1 1 9 V、 1 4 1 1 2 V， 运行人员 申请将极 高端换流变压器转至检修状态。故障后宜宾管理 处立即组织检修人员 、 国网四J I l 省电力公 司电力科 学研究院、 设备厂家开展现场分析处理工作 。2 3时 1 9分 ， 宜宾站极 高端换流器在线投入正 常， 主要 事件列表如表 1 所示。 表 1 主要事 件记录 现场检测 Y D A相换流变 阀侧套管电容值 51 第 3 8 卷第 6 期 2 0 1 5年 1 2月 四 川 电 力 技 术 S i c hu a n El e c t r i c Po we r Te c h n o l o g y Vo 1 3 8， No 6 De c ， 2 0 1 5 C 、 C ： 合格 ， S F 6 分解产物及微水含量正常 ， 换 流变 压器离线油色谱检测正常 ， 末屏二次 回路及板卡检 测正常。通过对故 障录波分析 ， 判断该次测量异常 是由于系统扰动导致许继电压采集变换器 内铁心饱 和 ， 于特定的情况下形成动态稳定的谐振现象 ， 现场 更换 了极 高端 Y DA相换流变压器 a套管末 屏分压板 ， 和与该板卡对应 的 A、 B、 c 3套测量接 口 屏内的电压采集变换模块。 更换后进行低压加压试验 ， 控制保护系统及故 障录波采样正常。 2 故障检查 2 1 现 场检 查 1 ) 一次设备试验情况 s F 气体相关检测 对极 2 高 Y D A相换流变压器 a 套管 s F 6 进 行了微水 、 分解产物检测 ， 检查结果正常 ， 如表 2 、 表 3所示 。 表 2 S F 分解产物记 录表 名称 含量 ( 1 L 一) 名称 含量 ( 1 L ) 甲烷 3 3 9 乙烷0 3 4 氢气 9 6 9 二氧化碳 3 4 3 0 6 分析意见 乙烯0 2 5 乙炔0 1 2 一 氧化碳 1 5 8 0 9 总烃4 1 0 含量未发现异常 表 3 S F 微水 记录表 名称 含量 ( 1 L ) 名称 含量 ( 1 L ) S OF 2 O 0 H2S 0 O 0 微 水 1 6 2 3 分析意见 HF 0 0 0 C0 3 4 2 含量未发现异常 检测结束后对套管压力进行实测， 测量结果为 为 3 8 b a r ， 与上次实测结果相 同。恢复现场密度继 电器后 ， 对接头进行检测 ， 未见异常。 本体油色谱分析 对本体取底部油样并开展离线油色谱分 析 ， 结 果未见异常 ， 详见表 4 。 电气测试 52 表 4 本体底部油样离线油色谱分析记录表 单位 宜宾换流站 设备名称 极 Y D 高 - 端 A 相别 A 甲烷 3 3 9 L L 乙烷0 3 4 L L 氢气 9 6 9 L 二氧化碳3 4 3 0 6 L L 分析意见 取样及分析 13期 2 0 1 50 7 0 l 乙烯0 2 5 L L 乙炔0 1 2 L L 一 氧化碳 1 5 8 0 9 L 总烃4 1 0 L L 含量未发现异 常 对极 2高 Y DA相换流变压器 a套管进行 了 末屏绝缘 ， 套管介损 、 电容测试 ， 测试结果与 2 0 1 5年 年度预防性试验对 比无异常 。 末屏绝缘测试结果为 3 1 8 G I 1 ， 满足绝缘要求 。 2 0 1 5年年度预防性试验结果见图 1 。 1 、绝缘电阻测：( 单位 ： G ) 测 日 期 2 0 15 3 1O 环 境 温 度 1 l空 气 温 耋I 5 O 使用仪器 X D2 9 0 5 绝缘电阻表 主绝缘， 不小于出 厂值的7 O ； 末屏对地， 不低于i o o o M： 末屏对地绝缘电阻 标准要求 小于i o o o ，应潮末屏 地的介霸损耗因数( t a n ) ， 其值不大于0 0 2 套管相确 测部位 施加电压( k V： 2 0 1 5 预试 一 次一 末屏 2 5 4 1 O a 末屏地 1 2 3 一 次一 束屏 2 5 2 6 7 b 末屏一 地 1 8 2 2 结论 合牾 图 1 2 0 1 5年年度预 防性试验末屏绝缘测试结果 套管介损 、 电容测试采用正接法测试 ， 测试结果 见表 5及图 2 。 表 5 套管介损及 电容量 测试 结果记录表 2 介质损耗正切值及电容测 测 - 日 期 l 2 0 1 5 3 1 0 I 环 境 温 度l 1 5 C I 空 气 湿 度l 5 0 捷用仪器 A lu 8 o 0 o E 介损测试仪 标准要求 电窖值与出 广值比较变化超过士 5 时， 蔓查明原因l 2 o 肘t a n g 不犬于： O O 0 8 施加 t a n 6( C x p F ) 塞管 棺别 测量部 位 电压 2 0 1 4 2 0 t 5 2 。 1 4 2 0 1 5 C x ( K v ) 出厂值 出 厂值 交接 预试 交接 预试 ( ) a 一 次一 束屏 1 O 0 2 B 2 O 2 舶 0 3