晋 涛，郭瑞宙，牛 曙

（国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001）

500 kV主变压器悬浮放电引起局部放电量超标研究

晋 涛，郭瑞宙，牛 曙

（国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001）

指出了变压器局部放电量过大会严重影响变压器的安全运行和使用寿命。以山西省新建的500 kV变电站1号、2号主变压器6台单相变压器局部放电量超标为例，通过分析、研究和利用紫外成像检测技术发现变压器套管法兰盘与升高座之间非有效连接引起法兰盘表面放电，从而导致局部放电量超标，提出了针对性的解决方案，重新试验后发现局部放电量在正常范围内，放电现象消失。

变压器；局部放电；高压套管

0 引言

山西省新建的某500 kV变电站1号、2号主变压器6台单相变压器在局部放电试验中高压侧和中压侧悬浮局部放电量超标，对变压器的安全运行和使用寿命造成隐患。本文以该问题为例，通过分析、研究和利用紫外成像检测技术最终确定了放电的类型和位置，发现悬浮放电是由变压器本身的设计缺陷所引起的，并就该问题提出了解决方案。

1 局部放电试验的不可替代性

局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电，它是由于设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷，在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。这种放电的能量是很小的，所以它的短时存在并不影响电气设备的绝缘强度；但若电气设备绝缘在运行电压下不断出现局部放电，这些微弱的放电将产生累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大，最后导致整个绝缘击穿。我国近年来110 kV以上的大型变压器事故中50%是属正常运行下发生匝间或段间短路，造成突发事故，原因都是局部放电所致。

局部放电试验作为变压器投运前的最后一项交接试验,不仅能有效检查出产品在设计、生产、运输、安装以及运行中存在的问题，还能发现变压器内部绝缘的缺陷和隐患。因此，变压器的局部放电试验是保证变压器的使用寿命和安全运行的重要手段之一，是大型变压器必不可少的试验项目。

2 现场局部放电试验及结果

2.1 主变压器技术规范

该500 kV变电站内主变压器状况如下：1号、2号主变压器共计6台单相自耦无励磁调压变压器。每台单相变压器的性能参数如下。

型 号： ODFS-334000/500。

额定容量：（334 000/334 000/100 000）kVA。

额定频率：50Hz。

联接组标号： Ia0i0。

空载损耗： 73.35 kW。

2.2 试验引用标准

GB 50150—2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》：附录C 变压器局部放电试验方法。

GB/T7354—2003《局部放电测量》。

GB1094.3—2003《电力变压器》：第3部分绝缘水平绝缘试验和外绝缘空气间隙。

《山西省电力公司电力设备交接和预防性试验规程》（2006版）：对变压器绕组连同套管进行长时间感应电压试验带局部放电试验时，其局放量应符合以下规定，交接时线端电压为0.5Um/时，放电量一般不大于100 pC，自耦变压器中压绕组一般不大于200 pC。

2.3 现场局部放电试验

试验电压的获取是采用变频电源通过中间试验变压器对被试变压器的低压侧进行励磁，在高压端感应出所需的电压，试验接线如图1所示（以A相为例）。

图1 局部放电试验接线图

试验时，在不大于0.5Um/电压下合闸，将试验电压升到1.1Um/，保持5min，然后电压上升到1.5Um/，并持续5min，然后电压再上升到1.7Um/，激发60 s后降至1.5Um/，持续60min，每5min记录一次局部放电量，如图2所示。

图2 局部放电试验加压程序

2.4 试验结果

如表1所示，该500 kV变电站1号、2号主变压器的局部放电试验结果基本相同。当试验电压上升至0.6Um/时产生放电，其高压侧局部放电量＞8 000 pC，中压侧局部放电量＞500 pC，当试验电压继续上升时，高压侧和中压侧的局部放电幅值基本保持不变，局部放电次数相应增加，局部放电的熄灭电压仍为0.6Um/。表2为现场试验的工况条件。

表1 局部放电试验数据

表2 局部放电现场试验工况条件

通过分析1号主变压器A相变压器的局部放电波形，高压侧和中压侧的波形相似，相位一致，幅值大小符合传递比，初步判断为悬浮电位放电。

3 故障排查与分析

3.1 外部干扰排查

出现局部放电量过大的情况后，首先排查变压器周边的干扰，高压侧出线龙门架本体已接地，且导线上无电流。高压侧和中压侧均压罩安装连接良好，试验所使用的升压和检测设备长期用于现场局部放电检测，经检测放电量小于背景干扰水平，且电源电压平稳。对接地线和接地点再次检查，试验回路采用一点与该站接地网相连，试验回路和各个连接部位接触良好且高电位导体处无可放电的尖端，故可排除外部干扰。

对变压器本体进行检查，检查本体铁芯接地和外壳接地良好，末屏接地良好，套管电流互感器对地短接良好，拧开变压器放气阀无气体排出。

3.2 故障点定位与分析

利用南非CoraCAM504紫外成像仪寻找放电位置，发现高压、中压套管法兰处存在表面放电现象。检查变压器高压侧和中压侧套管时，发现该型号变压器存在设计上的缺陷：其套管法兰盘与升高座之间缺少连接线。变压器套管法兰盘与升高座之间只通过螺栓连接，由于螺栓表面存在油漆和其他杂质，导致法兰盘与升高座接触不良，使得法兰盘不能有效接地。当变压器运行或试验时，法兰盘存在悬浮电位，从而导致表面放电。

3.3 改进后的试验结果

根据故障定位和分析，相应地提出了改进措施：将套管法兰与升高座之间利用铜丝临时短接，并建议厂家改进该批次套管法兰和升高座的设计，加装软连接线。重新进行局部放电试验，放电量骤减至标准范围内，其结果和出厂报告相近，放电现象消失，试验数据如表3所示。

表4 改进后的试验现场工况条件

4 局部放电故障的危害

如果套管法兰与升高座之间缺少短路连接线，当变压器投切时，套管法兰处可能发生火花放电甚至产生电弧，会对连接螺栓和橡胶密封垫造成灼伤，破坏变压器的密封性，从而影响变压器油质，导致变压器油质恶化、介损增大。

当变压器长期运行时，套管法兰不断出现表面放电，这些微弱的放电将产生累积效应使得橡胶密封垫发生老化，同样也会影响变压器的密封性。

5 结论

500 kV变电站1号、2号主变压器进行局部放电试验后，发现其局部放电量超标，通过排查干扰和使用紫外成像仪最终确定放电源为套管法兰处的表面放电，发现造成该局放的原因是套管法兰与升高座之间缺少短路连接线，并提出了改进措施，有效地排除了变压器的故障隐患。

Discussion on Excessive Partial Discharge M agnitude Caused by Suspended Discharge of 500 kV M ain Transformer

JIN Tao，GUO Ruizhou，NIU Shu
（State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

Excessive partialdischargemagnitudewillseriously affect the safe operation and service life of the transformer.In view of excessive partial discharge which occurred at 6 single-phase transformers of No1.and No.2 main transformers of a 500 kV substation, analysiswasdone bymeansofultravioletimaging detection technology,and itwasconcluded thatexcessive partialdischargewas caused by flange surface dischargewhich was caused by non-effective connection between the transformerbushing flange and elevated seat.Specific solutionswere put forward correspondingly.Test results verified thatthe partialdischargemagnitude isup to standard aftermodification.

transformer；partialdischarge；high voltage bushing

TM407

A

1671-0320（2015）03-0012-03

2015-02-02，

2015-03-23

晋 涛（1978），男，山西太原人，2001年毕业于武汉大学电力系统及其自动化专业，工程师，从事电力系统设备状态检测工作；

郭瑞宙（1987），男，山西晋中人，2013年毕业于华北电力大学高电压技术专业，助理工程师，从事电力系统设备状态检测工作；

牛 曙（1988），男，山西太原人，2013年毕业于太原理工大学电气工程专业，助理工程师，从事电力系统设备状态检测工作。