国内首台220kV SF6气体变压器交接试验要求及投运情况探讨

2016-05-30李思刘昕鹤邹洪民

中国高新技术企业 2016年20期

李思　刘昕鹤　邹洪民

摘要：目前大城市人口愈加密集，建筑量不断增加，用电量随之急剧上升。深圳供电局在220kV玉律站新投运的#3主变是国内首台220/20kV SF6气体变压器。文章对该变压器的交接试验要求及投运情况进行了介绍，以增进对此类设备的了解。

关键词：SF6气体变压器；交接试验要求；投运情况；用电量；电力系统文献标识码：A

中图分类号：TM416 文章编号：1009-2374（2016）20-0028-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.20.013

随着国内城市化的发展，大城市人口愈加密集，建筑量不断增加，用电量随之急剧上升。凭借散热好、价格低等特点，目前国内普遍采用的是油浸式电力变压器。但由于其储油量大，一旦发生爆炸事故，对人们的生命和财产安全将造成巨大威胁。近年来，世界各国都在研制具有防火、安全、安装空间小等优点的变压器，以适应供电可靠性和环境兼容性等高要求。SF6气体变压器（GIT）凭借具有这些优点愈来愈受到人们的关注。关于GIT的优点及目前在国内外的发展情况，在迄今为止的许多文献中都曾有过详细的叙述，笔者在这里不打算重复。目前国内采用的GIT均为110kV及以下电压等级的，深圳供电局在220kV玉律站新投运的#3主变是国内首台220/20kV SF6气体变压器。本文对该变压器的交接试验要求及投运情况进行了介绍，以增进对此类设备的了解。

1 交接试验项目及要求

依据标准《电力变压器》系列（GB 1094）、《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB 50150-2006）、《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》（GB/T 8905-2012）及《深圳220kV气体变压器试验方案》规定，此次投运的220kV/20kV SF6气体变压器交接试验项目及要求如下：

1.1 绕组电阻测量

绕组电阻要在所有绕组的全部分接上测量。绕组电阻测量值也被用作温升试验的冷电阻。同时记录气的平均温度。

1.2 电压比和联结组标号测量

测量高压对低压的每一个分接的电压比。标准：额定分接偏差不大于±0.5%。

1.3 绝缘电阻测量

用5000V兆欧表测量绕组对地之间的绝缘电阻，并记录15秒，然后从1～10分钟，每一分钟的数值。同时记录气的平均温度。按如下组合测量：（1）HV-LV，G；（2）LV-HV，G；（3）HV，LV-G。用2500V兆欧表测量铁心和夹件对地之间的绝缘电阻。用2500V兆欧表测量套管末屏对地之间的绝缘电阻。

1.4 变压器绕组和套管电容和介质损耗因数测量

绕组电容和介质损耗因数测量时测量电压为10kV，使用JYC型介质损耗测试仪。套管电容和介质损耗因数同时被测量，测量电压为10kV。按如下组合测量：（1）HV-LV，G；（2）HV，LV-G；（3）LV-HV，G。标准：（1）绕组连同套管的tanδ≤0.5%；（2）高压套管tanδ≤0.55%；（3）中性点套管tanδ≤0.5%。

1.5 空载损耗和空载电流测量

空载损耗和空载电流测量在额定电压和额定频率下进行。将额定电压施加于低压绕组，高压绕组开路。还应分别在低压额定电压的10%电压下和400V电压下测量空载损耗和空载电流。标准：100%额定电压时，空载损耗P0≤54kW，空载电流I0≤0.3%。

1.6 短路阻抗和负载损耗测量

应施加额定频率接近于正弦的电压到高压绕组，低压绕组短路，施加电流应不能低于相应分接的电流的50%。测量分接位置：额定分接和极限分接。进行低电流（5A）下短路阻抗测量。标准：负载损耗（85℃）≤245kW。

1.7 温升试验

温升试验测量采用短路法，在额定频率，GNAN（30%）和GDAF（100%）两种冷却方式下进行。变压器气顶层温升试验应在最大总损耗下进行，高压绕组加电，低压绕组短接，在最大损耗分接进行。

首先施加总损耗对应的电流，当气顶层温升稳定三小时后，记下气顶层温度和周围的环境温度后，再施加高压绕组对应分接的电流1小时，测量绕组的平均温升。如果受设备所限施加不到所需要的试验电流，可以欠电流或欠损耗进行，具体计算方法按照最新的国家标准进行。接线方法同负载损耗测量。标准：（1）气顶层温升限制为65K；（2）绕组平均温升限值为75K；（3）油箱和结构件温升限值为90K。

1.8 雷电冲击型式试验

试验电压见表1。标准的试验电压波形：全波：T1/T2：1.2%±30%/50%±20%μs，截波：截断时间Tc：2-6μs，反极性峰值Oz：<30%。高压、中压、低压线端的试验顺序：（1）一次50%全波；（2）一次100%全波；（3）一次50%截波；（4）两次100%截波；（5）两次100%全波。高、中压中性点的试验顺序：（1）一次50%全波；（2）三次100%全波。

1.9 外施耐压试验

外施耐压试验所用的电源为单相额定频率的交流电源，施加在被试绕组上，非被试绕组短路接地。试验电压：高压绕组及中性点。端子：200kV，低压绕组：60kV。

1.10 短时感应耐压试验

试验前应使用峰值表对试验电压进行校正。试验电压：HV-395kV。试验频率：200Hz。试验时间：120×（额定频率/试验频率）=120×（50/200）=30sec。分接位置：5分接。试验电压（相对地）：Um=252kV；U1=395kV；U2=1.5Um/=218kV；U3=1.1Um/=160kV。

加电顺序图图10 短时感应耐压试验电路图（VD：分压器只在校正电压时使用）

1.11 声级测量

额定频率的额定电压施加于低压绕组，高压绕组开路。分别测量GNAN状态0.3m和GDAF状态2m处的声级水平。测量高度为基础面的1/3、2/3处。试验电路图同空载试验。标准2.0m≤63dB（A）。

1.12 气体试验

湿度测试、密度试验、毒性试验、矿物油含量测试、气体成分分析、酸度、空气、可水解氟。应在以下时间取气进行气样分析。（1）试验开始前；（2）绝缘试验前、后；（3）过流试验前、后；（4）温升试验前、后（型式试验）；（5）长时空载运行前后。

1.13 空载电流谐波测量

试验接线方法同空载试验，测量100%额定电压下的空载电流谐波。

1.14 气泵、风机绝缘电阻和吸收功率测量

使用2500V兆欧表测量风扇及气泵端子对地绝缘电阻。分别测量冷却器的风扇电机和气泵的吸收功率，测量时应施加风扇和气泵的三相额定电压。

1.15 绕组频率响应试验

所有试验结束后，进行绕组频率响应试验，分别为对应绕组的尾端激励、首端响应，得出绕组频率响应曲线。

1.16 零序阻抗测量

按下列方法加电，测量零序阻抗，高压分接位置9b，高压ABC—N加电，低压角接，施加9b分接额定电流的1/3左右，测量电流、电压值。

1.17 有载分接开关操作和切换波形试验

在试验中穿插进行：（1）变压器不励磁，在100%额定操作电压下完成8个操作循环；（2）变压器不励磁，在85%额定操作电压下完成1个操作循环；（3）变压器在额定频率和额定电压下，空载励磁时，完成1个操作循环；（4）将一个绕组短路，并尽可能使分接绕组中的电流达到额定值，在主分接两侧±2级范围内完成10次分接变换操作。进行有载开关波形试验测量过渡电阻及切换时间。

1.18 1.1倍过电流试验

试验前取试品气样化验。试验电路同负载试验，试验在额定分接进行，施加1.1倍额定分接电流，维持4h，每小时记录气顶层温度。试验结束后取试品气样化验。

1.19 长时空载运行试验

试验方法同空载试验，施加110%额定电压，一小时记录一次数据，并记录本体气顶层温度，持续12小时。试验结束后测试气体成分。

1.20 长时感应耐压试验（报警压力下ACLD）

此项试验在最低气体压力（报警压力0.12MPa）下进行。试验完成后进行额定电压下空载损耗及空载电流测试。机组频率：200Hz。分接位置：9b。试验电压（相对地）：Um=252kV；U1=1.7Um/=247.3kV；U2=1.5Um/=218kV；U3=1.1Um/=160kV。标准：1.5Um/电压下放电量不超过50pC。

1.21 套管CT试验

进行套管CT电流比、极性、直阻及绝缘分钟2kV工频耐压试验。

1.22 辅助回路绝缘试验及控制柜和端子箱耐压试验

对辅助回路、控制柜和端子箱进行1分钟2kV工频耐压试验。

1.23 温度计、保护和测量装置的试验和校正

对保护和测量装置的性能进行试验验证，对温度计进行校正。

2 投运情况

此台气体变压器于2015年11月投运，投运后我局技术人员对其做以下试验：

2.1 噪声测试

2015年12月1日，变压器厂家技术人员与本局试验人员一起对该台气变进行噪音测试，测试结果显示气变噪音在61dB左右，小于协议要求63dB。同时测试#1主变（油变）噪音为60dB，故气变噪音符合要求，与油变噪音接近。测试过程严格按照国标要求，选取44个测量点。

2.2 红外测试

2015年11月2日、11月10日，本局试验人员对该台气变分别进行了红外测试、紫外测试，结果均未见异常。