“设备不拆高压引线电气试验方法的研究”技术总结.doc

精品文档500kV设备不拆高压引线电气试验方法的研究佛山供电局 试验研究所 高压分部一、前言2002年以前，佛山供电分公司对500kV电气设备，如：断路器、电流互感器，已是不拆高压引线进行电气试验，但对主变、避雷器（MOA）、电容式电压互感器（CVT）等设备试验时，考虑到设备结构特点、电场干扰强烈等原因，不拆线试验难度较大，在预防性试验时仍需拆除高压引线。由于500kV电气设备高压引线高、粗、长、重，需要动用高空作业车配合检修人员进行解、接高压引线，在非全站停电时设备上的感应电压高，这些都花费了不少时间，给工作带来很大的不便，延长了试验停电时间。同时，还可能由于接引线接头接触不良引起接头发热，给设备安全运行带来隐患。这次研究主要结合500kV罗洞站的实际，针对500kV电气设备不拆引线的试验方法进行，代替原来需要拆除高压引线的试验方法。该方法也可适用于500kV以下电压等级的同类设备试验。同时，考虑到10kV 并联电容器组停电预试时，每一台均需拆线（高压熔丝）测量电容量，而电容器的数量较大，耗费较多的人力和时间，故也纳入本项目研究解决。项目研究的主要内容有：1、 500kV主变不拆线进行绝缘电阻、介损等项目的测量；2、 CVT在不拆线时介损的试验方法及判断标准；3、 MOA在不拆线时的直流泄漏电流的试验方法及判断标准；4、 10kV 电容器组不拆引线进行逐台电容器的电容量测量。二、 500kV主变不拆线试验方法研究1、试验情况分析罗洞站共有9台主变，全部为单相自耦变压器。高、中压侧（500kV、220kV）为同一绕组，不拆高压引线时高压侧与CVT、MOA连在一起；低压侧（35kV）三相通过硬母线接成三角形接线。以往预试时需拆除主变本体的各电压侧的引线，现进行的不拆线方案，只是不拆500kV侧套管的高压引线（对于220kV套管引线，理论上可以不拆线进行试验，但由于其到220kV场地距离过远，出于安全方面考虑，且拆线难度不大，故试验时也进行拆线），35kV及中性点套管则是一定要拆线才能进行。 2、技术关键和重点解决的技术问题对于500kV主变，重点要解决的技术问题是高、中压侧的绝缘特性测量（本体介损和绝缘电阻）。1、 高、中压侧本体介损测量常规的反接法试验时低压侧及铁芯接地，将高压侧地刀拉开，连CVT、MOA一起进行试验。该接线方式的优点是测量接线较简单，缺点是在高压侧试验时将包括较多设备，试验数据（tan和电容Cx）不能真实反映主变的绝缘状况，只能以历次比较为主。我们进行的是用分解测量的方法。常规的高、中压侧介损可分解为高中压绕组对铁芯，高中压绕组对低压绕组，高中压绕组对外壳三部分。前二部分均可用正接法试验。表1 罗洞站#1主变A相拆线状态下不同接线方式介损测试结果序号拆线方式测量部位其他部位接线方式tan（%）CX（pF）1拆线高中压绕组对低压绕组、地铁芯接地 反接反接0.2289272拆线高中压绕组对铁芯正接0.2648413拆线高中压绕组对低压绕组正接NA41.64拆线高中压绕组对外壳地低压绕组、铁芯接屏蔽反接屏蔽0.184045.15拆线低压绕组对高中压绕组正接NA41.4备注1、试验介损仪：美国DOBLE公司的M4000，为目前世界上最先进的介损仪之一。 2、表中“NA”表示“no answer”，即检测不到信号，出现在高中压绕组和低压绕组之间部位，表明高中压绕组和低压绕组之间无直接电容耦合，其原因是500kV单相自耦变压器高中压绕组与低压绕组之间有屏蔽板将信号屏蔽。因而高、中压侧介损实际上只是包括高中压绕组对铁芯，高中压绕组对外壳二部分。3、正接线时其他部位接线方式对试验结果无影响。根据电容并联公式C总=C1+C2 ， tan=（C1* tan1+C2* tan2）/（C1+C2），从表中可得到，序号1的试验结果等于序号2和序号4的试验结果之叠加，这也验证了分解测量方法的可行性和准确性。 我们继续进行不拆线的分解测量方法，以罗洞站#1主变B相为例，试验结果见表2。表2 罗洞站#1主变B相不拆线状态下介损测试结果序号拆线方式测量部位其他部位接线方式tan（%）CX（pF）1不拆线高中压绕组对低压绕组、地铁芯接地，500kVMOA、CVT接屏蔽反接反接屏蔽0.3697442不拆线高中压绕组对铁芯正接0.5849113不拆线高中压绕组对外壳、地低压绕组、铁芯和500kVMOA、CVT接屏蔽反接反接反接屏蔽0.144788备注500kV CVT、MOA屏蔽点均接在第一节下端。采用M4000介损仪试验时试验方便，表2序号2和序号3的试验接线可预先在仪器设定，一次测量完成，中间不用解试验接线。由于变压器的高中压绕组介损主要目的是反映绕组对铁芯的介损，而正接法的优点是测量准确度高，缺点是与规程标准不一致，没包括对外壳绝缘部分（该部分主要为变压器油，可以通过油试验监测），但为慎重起见可采用屏蔽法测量绕组对地回路，这样不但可完整的测量整个回路，而且与规程标准相一致。采用分解测量的方法试验简便，且不易受影响，且比常规反接法灵敏度高，更易发现缺陷。、 绕组绝缘电阻500kV 主变的高压引线长，不拆线试验时要拉开500kV 侧的接地刀闸，这时的感应电压很高，可能因为兆欧表的输出电压及容量不够导致兆欧表反充，使试验数据不稳定，不能准确测量吸收比和极化指数等重要参数，甚至损坏仪器。因此必须选用短路电流大（一般不少于5mA），输出电压高（不低于5000V）的兆欧表。我们选用的是AVO的MEGGER 5005（输出电压05000V，输出电流5mA，抗干扰电流达2mA），抗干扰性能良好，测试数据稳定。表3 罗洞站#1主变A相绝缘电阻拆线及不拆线试验结果对比序号测试绝缘部位兆欧表接线方式说明拆线不拆线LEGR15 (M)R60 (M)R15 (M)R60 (M)1高中压绕组对低压绕组、铁芯、外壳绝缘高中压侧低压侧、铁芯地120801499010990102002高中压绕组对低压侧绝缘高中压侧低压侧铁芯接地197002290020900213003高中压绕组对铁芯绝缘高中压侧铁芯 低压侧接地157302190011500162404高中压绕组及铁芯对低压侧绝缘高中压侧、铁芯低压侧接地122004040013900320005低压绕组及铁芯对高中压绕组低压侧、铁芯高中压侧接地197702380019310225006备注考虑到充放电的时间比较长，对比试验没有进行10min的绝缘电阻的测试。由于主变高压侧并联的CVT、MOA、绝缘子、绝缘支柱在天气良好的条件下，绝缘电阻很高（万M级以上），对主变本体高中压侧的绝缘电阻测试影响很小。从表3可以看出，用常规的绝缘电阻测试方法（序号1、序号5），可达到较满意的效果，当需分解试验时，也可进行序号2序号4的试验。、对于主变的其他预试项目，注意在低压侧试验时，将高压侧地刀合上，其他与不拆线时试验基本一致，不再累述。三、500kV CVT不拆线试验方法罗洞站CVT有二节、三节、四节叠加的，试验原理一样。现以数量最多的西安电力电容器厂四节叠加的CVT为例，研究其不拆线方法。1、 对于CVT的上节电容C11，由于不拆高压引线，从安全角度出发，不能拉开接地刀闸，因而只能将CVT顶端接地，采用反接法测量介损。由于预试标准对CVT（膜纸电容）的介损值和电容量变化量要求比较严格，用反接法由于杂散电容的影响，将使介损值和电容值都发生一定的变化，而且每次试验的杂散电容可能不同，为此，对介损仪提出了较高的要求。我们采用的介损仪为进口的M4000介损仪和国产的AI-6000介损仪，这两种仪器均为有异频抗干扰功能，能较好地避开工频50Hz电场的干扰，其中M4000具有高压双屏蔽电缆，能很好地减少接线时的空间杂散电容的影响，并且具有两根信号线，能方便地在电脑上屏蔽流经信号线的电流，使测得的C11很接近正接法测量的值。AI-6000测量时，也可将屏蔽线接至仪器的高压端，也可起屏蔽作用，不过受杂散电容影响，电容值略大。试验接线见图12、 对于中间节的C12或 C13，采用的常规的正接法测量即可，测量数据与拆线数据相同。试验接线见图2。图2图1图3图4图53、测量C14，接线如图3。用AI6000介损仪，采用自激法测量。测量时应注意点的绝缘状况，在点的绝缘电阻低的状况下（一般300M），应按下式进行修正。tanC13= tanC13测 1/（C2R）4、测量C2。如果按常规的自激法的接线，如图4。由图可以看出，该接线方式由于标准电容CN（50pF）与上三节电容形成并联回路，测量带来很大的误差，电容量及介损均需要经过换算。换算过程比较麻烦，不够直观。现在我们采用的是一种新的方法，如图5：利用C14作为标准电容测量C2，通过AI6000介损仪可以自输入电容量及介损值的方法，设定AI6000的标准电容为刚测得的C14，试验时只要先测得C14的值，试验时解开高压标准电容CN，将信号线直接接入试验回路，此时测得的C2介损和电容值就不用换算了。 以罗洞站#2主变变高A相CVT的试验情况为例，可见通过该方法测得的数据与拆线相比，基本相同。表4 罗洞站#2主变变高A相CVT试验情况对比A相拆线不拆线接线方式Cxtan接线方式CxtanC11正接法195900.114反接法195000.12C12正接法199100.127正接法199000.138C13正接法197600.136正接法197500.137C14自激法242100.16自激法242100.161C2自激法1108000.133自激法C14作Cn（图5）1100000.16自激串50pF作Cn（图4）1402000.171串50pF时换算1102240.164四、500kV氧化锌避雷器不拆引线的试验方法罗洞站的500kV 大部分MOA为ABB的产品，三节叠装，上、中两节的U1mA（直流1mA电压）基本相同，下节的U1mA比上节小30kV左右。另外还有西安电力电容器厂的产品，也是三节叠装，三节的U1mA（直流1mA电压）基本相同。不拆线试验时，由于是在高压侧测量电流，所以高压引线要用屏蔽线，并注意高压引线与避雷器的角度，以减少瓷套表面泄漏电流。图6图7图81、上节测量（图6）计算两微安表的泄漏电流差值（A1-A2），即为流经上节的泄漏电流。2、下节测量（图7）通过微安表的泄漏电流A即为流经下节的泄漏电流。3、中间节测量对于ABB的MOA，测量如图8，由于上节和中节的U1mA很接近，我们用高压额定电流3mA的直流发生器，基本可以满足要求。对于西容厂的MOA，由于三节U1mA基本相同，无论从上端或下端加压，都有可能使另一节提前进入非线形区，泄漏电流大幅增大，使直流发生器的容量不够。为此，在图8测量方式不满足时，还可以采用图9的电位支撑的方法。根据不同底座的绝缘状况，解开MOA至放电计数器的连线，通过在底座支撑610kV的MOA，来提高下节的MOA的拐点（图中的微安表为监视电流用）。不过该方法在天气潮湿时，底座绝缘低时，效果不大。图9对于底座支撑MOA的选择：（1）能限制流过下节的避雷器的电流小于中节避雷器的电流，保证中节先于下节避雷器达到泄漏电流值1mA。（2）在没有合适的MOA的情况下，也可并上大电阻，根据浙江电力试验研究所的研究，一般电阻约在2 M左右较为合适。、选择的MOA或电阻保证避雷器绝缘底座不发生放电和影响测试结果。 目前已对500kV罗北乙线（ABB）、#2变高（ABB）、梧罗二回（西容）等MOA进行不拆线试验，试验效果均良好，以罗北乙线为例，见表5。由表中可以看出，试验数据基本接近，可以代替拆线试验。对于绝缘电阻测试，与拆线试验方法基本一致，这里不再累述。表5 罗北乙线MOA拆线、不拆线试验情况对比表相别位置拆线试验数据不拆线试验数据U1mAI75%UU1mAI75%UA相上节209.425209.928中节208.930207.530下节17714175.720B相上节/209.938中节/207.240下节176.327174.120C相上节201.830214.637中节212.23221227下节176.527177.812五、10kV电容器组不拆引线进行逐台电容器的电容量测量 以往用电容表测量逐台电容器的电容量，必须解开其高压引线（熔丝），由于一组电容器组的并联电容台数较多，解接线的工作量较大，另外电容表法也存在测量误差大的问题（特别在电池不足时，误差更大）。现在我们采用的是电容电桥法，实现了10kV电容器组不拆引线测量。我们采用的电容电桥型号为JCB-500型，该电容电桥采用桥式电路结构，标准电容与被试的10kV电容器作为桥式电桥的两臂，通过钳型CT采样，比较两者的电流信号可算出被试电容器的电容值。目前该方法已在佛山站11C电容器组等多组1