三相干式电力变压器的局部放电试验.pdfVIP

第34卷 第9期 1997年9月 变压器 TRANSFORMER Vol. 34 No. 9 September 1997 三相干式电力变压器的局部放电试验 杨治业 (沈阳变压器研究所,沈阳110025) 摘要:对三相干式电力变压器的局部放电试验线路、 方法和方波校准线路、 方法以及局部放 电量的测量、 判定方法进行了论述。并对三相干式电力变压器局部放电试验采用单相电源加压 的试验方法进行了分析,证明了单相电源加压的试验方法不符合G B6450 - 86干式电力变压器 标准要求。 关键词:三相 干式变压器 局部放电 试验 标准 PD Test of Three - Phase Dry - Type Power Transformer Yang Zhiye Shenyang Transformer Research Institute ,Shenyang 110025 Abstract : For three - phase dry - type power transformer ,the PD test circuit and method , square wave calibrating circuit and method ,as well as the measurement and judging method of PD quantity are discribed. Its PD test method using the voltage applied by single - phase power source is analysed. And it is proved that this method is not up to the standard GB6450 - 86“Dry - Type Power Transformer” 。 Key words :Three phase , Dry-type transformer , Partial discharge( PD) , Test , Standard 1 概述 根据GB6450 - 86干式电力变压器 国家 标准(简称标准)规定,三相干式电力变压器的 局部放电试验是特殊试验。但由于此项试验是 考核产品在正常工作电压下能否安全、 可靠运 行的一项重要试验,所以,根据用户要求,此项 试验有的已变成了型式试验,甚至成为例行试 验。 目前,生产干式电力变压器的企业有60多 家,这些企业有的技术力量较强、 设备条件较 好,有的设备条件还应进一步完善。对于三相 干式电力变压器的局部放电试验方法,由于部 分企业受设备条件限制或试验人员对标准理解 上的偏差,所以还存在一定的问题。本文将对 三相干式电力变压器的局部放电试验线路、 方 法和方波校准线路、 方法以及局部放电量的测 量、 判定方法加以论述。对三相干式电力变压 器局部放电试验采用单相电源加压的试验方法 进行了分析,并通过分析,证明了单相电源加压 的试验方法不符合GB6450 - 86干式电力变压 器 标准要求。 2 三相干式电力变压器的局部放电试 验 2. 1 试验线路和方波校准线路 目前生产的35kV及以下电压等级的三相 干式电力变压器均为中性点不引出结构(电力 系统为中性点不接地系统 ) , 其常用联结组有 Yyn0和Dyn11两种。上述两种联结组的干式 电力变压器的局部放电试验及方波校准线路可 用图1、 图2表示。 2. 2 方波校准方法 方波校准包括两种:一种是确定局部放电 图1 Yyn0产品局部放电试验线路及方波校准线路 T 被试三相干式电力变压器 CK 无晕耦合电容 Z 测量阻抗 M 局部放电测量仪 U0 方波电压 C0 耦合电容 图2 Dyn11产品局部放电试验及方波校准线路 测量仪的本身特性,包括详细的刻度校准;另一 种是整体试验回路中局部放电测量仪的例行校 准。本文所提及的方波校准是指后者。校准的 目的是确定试验回路的刻度因数和校验试验回 路是否能够测量有关设备标准中规定的最小允 许放电量。方波校准时应将测量阻抗和连接屏 蔽电缆包括在内。 校准一般在试验前试品不带电的情况下, 用方波校准系统来进行。为使校准保持有效和 准确,下述几个方面的问题应予以充分注意: a.方波的上升时间t必须不大于0. 1s ,内 阻r要小于0. 03 C0ln9 (一般要小于100 ) , 为时 间常数; b.校准时的方波位置要尽量靠近试品的测 量端,且耦合电容到测量端的边线要尽量短; c.合理选择耦合电容C0,选择的原则为取 式(1)、 式(3)两式中的较小者。 C0= 0.03 rln9 ,pF(1) 10pF c00.1 ( C X+ CKCZ CK+ CZ) (2) 为计算方便,式(2)也可简化为: 10pF C00.1CX 式中 CX 被试产品的等效电容,pF CZ 测量阻抗的等效电容,pF 校准时,对于试品电容较小的产品,一般取 C0=20pF;对于试品电容较大的产品,一般取 C0=50pF。 校准按图1、 图2(虚线所示)线路进行。 在 试品测量端和接地端注入方波脉冲,该脉冲等 价于一大小为q的放电量。 q = U0C0,pC(4) 调节局部放电测量仪,使其指标值等于q。 2.3 局部放电试验方法 根据标准规定,对于三相干式电力变压器 的局部放电试验,应采用三相电源加压方式,且 三相电源电压的波形应尽可能是近似的正弦 波,频率应以不产生过大的励磁电流为原则。 三相干式电力变压品器的局部放电试验方 法,应根据三相干式电力变压器绕组在电力系 统中的接地方式来选择。 如果接地方式为直接 接地或通过一个小阻抗接地,应选择标准 5.10.4.1条中的程序a。 其低压施加电压的方 式为先施加1.5Um/3线对地预加电压,持续 30s,然后降至1.1Um/3线对地测量电压,持 续3min。 局部放电量的测量方法为中性点直接 接地,然后分别测量A、B、C三相的局部放电 量。 如果接地方式为不接地或通过一个相当大 的阻抗(如消弧线圈)接地(目前生产的35kV 及以下电压等级的三相干式电力变压器的接地 方式均为此种接地方式 ) , 应选择标准5.10.4.1 条中的程序b。 其低压施加电压的方式为先施 加1.5Um相对相预加电压,持续30s,然后降至 1.1Um相对相测量电压,持续3min。 局部放电 量的测量方法为:当测量A相局部放电量时, B、C相分别接地一次;同理当测量B相局部放 电量时,A、C相分别接地一次;当测量C相局 部放电量时,A、B相分别接地一次。 2.4 局部放电量的测量及测量结果的合格判定 按第2. 3节叙述的试验方法测量的产品局 部放电量Q为: Q=Km ,pC(5) 式中 K 局部放电测量仪衰减倍率 m 局部放电测量仪实测值 按照标准5.10。4.1条程序b试验,每相 可以测得两个局部放电量,实际判定时应以较 大者为准。 局部放电量测量结果的合格判定有两个条 2 变压器第34卷 件。第一个条件是产品的局部放电量是否符合 标准规定。对于三相干式电力变压器,标准规 定由制造厂与用户协商。一般按制造厂的产品 技术条件,没有产品技术条件的可以按产品质 量分等标准,即JB/ DQ2628 - 90树脂绝缘干 式电力变压器质量分等 标准规定局部放电量 应 50pC;JB/ T56009 - 92空气自冷干式电力 变压器质量分等 标准规定局部放电量应 100pC。 第二个条件是在整个加压测量过程 中,产品的局部放电量是否稳定,是否有明显的 增长趋势。如果产品的局部放电量在整个加压 测量过程中有明显的增长趋势,则说明产品的 局部放电部位和绝缘损伤的程度有可能在扩 大。此时应进一步分析原因,必要时应适当延 长试验时间直到局部放电量稳定时为止。 2. 5 试验中的干扰问题 局部放电试验中的干扰主要来自两个方 面。一个方面是与电源无关的干扰,如无线电 电磁波干扰,还有电气开关操作、 电焊起弧、 吊 车开动等产生的各种干扰。此类干扰的排除主 要靠试验室的良好屏蔽。也可以预先用局部放 电测量仪观察上述各种干扰的波形特征,以作 为局部放电测量时区分这些干扰的依据。第二 个方面是与电源有关的干扰,这些干扰只在加 压试验时才产生,其中有:电源侵入的干扰;高 压线路接触不良、 屏蔽不好产生的干扰;试区内 绝缘物体与地线或接地金属物体接触产生的干 扰等。此类干扰可针对产生干扰的不同原因分 别采取电源部分隔离滤波、 高压端加装屏蔽罩、 试区内金属物体良好接地等措施予以排除,也 可以从干扰放电波形的相位关系加以区别等。 图3 Yyn0产品局部放电试验线路 3 单相电源加压的试验方法分析 据了解,目前有相当一部分企业在进行三 相干式电力变压器局部放电试验时,采用单相 电源加压的试验方法,试验线路见图3、 图4。 低 压oa施 加 电 压 的 方 式 为 先 施 加 1.5Um/3本电压(预加电压 ) , 持续30s,然后降 至1.1Um/3相电压(测量电压 ) , 持续3min。 图4 Dyn11产品局部放电试验线路 由图3、 图4可知,由于低压采用单相电源 加压,此时高压A、B、C相相对地和相间试验电 压是三相电源加压时的1/3。 如果要保证高压 A、B、C相相对地和相间试验电压达到标准要 求,则低压oa施加的电压应提高3倍。 即Uoa 应分别提高到1.5Um和1.1Um,显然低压施加 的相电压已超过了规定值。 另外,有个别企业将 低压单相电源电压分别提高到2Um/3(预加 电压)和1.2Um/3(测量电压)。 表面看来,试 验电压高于标准值,实际上,高压A、B、C相相 对地和相间试验电压是三相电源加压时的 2 1.53 和 1.2 1.13 。 由以上分析可知,由于采用单相电源加压 降低了高压试验电压,所以,此