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      110kV電流互感器初期受潮缺陷分析

      2017-03-06 20:54:11岳明明李曉溪劉釗胡嘉劉洋洋
      電子技術(shù)與軟件工程 2016年23期
      關(guān)鍵詞:電容量互感器間隔

      岳明明 李曉溪 劉釗 胡嘉 劉洋洋

      摘 要

      介紹了一起由相對(duì)介質(zhì)損耗及電容量帶電測(cè)試發(fā)現(xiàn)的110kV電流互感器初期受潮缺陷。對(duì)故障電流互感器進(jìn)行了油色譜試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)、主絕緣全壓介損及電容量測(cè)試、末屏介損及電容量測(cè)試以及主絕緣局部放電測(cè)試,通過(guò)綜合分析得出故障主要原因并提出了處理防范措施。

      【關(guān)鍵詞】相對(duì)介質(zhì)損耗及電容量帶電測(cè)試 受潮缺陷 電流互感器 油色譜試驗(yàn)

      帶電檢測(cè)一般是通過(guò)便攜式檢測(cè)儀器對(duì)變電站內(nèi)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)量的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),其相對(duì)于停電例行試驗(yàn)來(lái)說(shuō)具有投資小、無(wú)需停電、更精確反應(yīng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)狀況等優(yōu)點(diǎn)。目前省公司開展的帶電測(cè)試項(xiàng)目主要有電流互感器相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量測(cè)試、避雷器泄漏電流測(cè)試、特高頻及超聲波局部放電檢測(cè)技術(shù)。而其中以電流互感器相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量測(cè)試發(fā)現(xiàn)的缺陷最多。

      1 故障基本情況

      2013年6月19日工作人員在對(duì)某110kV變電站進(jìn)行電流互感器帶電測(cè)試時(shí),發(fā)現(xiàn)172間隔C相電流互感器相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)(相對(duì)介損)值異常。172間隔C相電流互感器基本參數(shù)如下,型號(hào):LCWB6-110W3;出廠日期:2006年12月;投運(yùn)時(shí)間:2008年1月。

      172間隔電流互感器帶電測(cè)試的數(shù)據(jù)為:ABC三相CT相對(duì)介損分別為0.24%、0.22%、0.55%;三相電容量比值為1.01、1.06、1.02。 172間隔電流互感器相對(duì)介損值的測(cè)量是以102-2間隔電流互感器為參考進(jìn)行的。102-2間隔最近一次停電例行試驗(yàn)是在2010年進(jìn)行的,其數(shù)據(jù)為:三相CT相對(duì)介損分別為0.24%、0.22%、0.248%;三相電容量分別為815.2 pF、813.4 pF、858.0 pF。在2010年172間隔CT介質(zhì)損耗和電容量測(cè)試數(shù)據(jù)為: 三相相對(duì)介損分別為0.237%、0.24%、0.232%;三相電容量分別為829.2 pF、865.7 pF、875.6 pF。

      根據(jù)2010年停電數(shù)據(jù),將173間隔相對(duì)介損換算為絕對(duì)值可以得到C相介損絕對(duì)值0.798%遠(yuǎn)大于 A相0.480% 與B相0.442%的介損值,接近《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》所要求的警示值0.8%,并且與2010年歷史數(shù)據(jù)對(duì)比C相介損增量為243.96%。由此可見172間隔C相相對(duì)介損存在明顯異?,F(xiàn)象。

      2 故障分析

      2.1 油化試驗(yàn)情況

      次日,油化工作人員對(duì)172間隔電流互感器進(jìn)行帶電取油樣分析,C相油色譜數(shù)據(jù)存在異常,其他兩相未見異常。具體情況如下。

      172間隔電流互感器歷次油色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

      由以上數(shù)據(jù)可以看出:172間隔C相電流互感器在2013年6月20日的追蹤試驗(yàn)中測(cè)得氫氣、總烴含量已經(jīng)遠(yuǎn)超過(guò)了《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》規(guī)定的150μL/L與100μL/L的注意值,乙炔含量為0.61μL/L,雖未超過(guò)導(dǎo)則要求的2μL/L的警示值,但是它的出現(xiàn)說(shuō)明設(shè)備內(nèi)部可能存在放電或高溫過(guò)熱。總烴的相對(duì)產(chǎn)氣速率達(dá)到3494.99%/月,遠(yuǎn)大于10%/月的注意值。油中微水值較上次測(cè)量增長(zhǎng)50%,但并未超過(guò)規(guī)定25μL/L的注意值。進(jìn)一步通過(guò)“三比值”法確定缺陷類型,通過(guò)計(jì)算可得三比值編碼為100,初步判斷為設(shè)備內(nèi)部存在低能量放電性故障。

      2.2 更換后停電試驗(yàn)

      2013年6月24日工作人員對(duì)將172間隔C相電流互感器進(jìn)行退運(yùn)、更換。隨后為了確定故障原因,對(duì)該退運(yùn)電流互感器進(jìn)行了全面高壓試驗(yàn)。試驗(yàn)項(xiàng)目有:絕緣電阻測(cè)試、主絕緣全壓介損及電容量測(cè)試、末屏介損及電容量測(cè)試和主絕緣局部放電測(cè)試。試驗(yàn)時(shí)溫度為32℃,濕度60%。

      2.2.1 絕緣電阻測(cè)試

      絕緣電阻試驗(yàn)需要考察的部位包括主絕緣、末屏絕緣以及二次絕緣,測(cè)試結(jié)果為:主絕緣50000 MΩ;末屏絕緣2500 MΩ;二次絕緣2500 MΩ。根據(jù)規(guī)程判斷,主絕緣、末屏絕緣以及二次線圈絕緣均無(wú)異常

      2.2.2 全壓介損試驗(yàn)

      全壓介損試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓包括10kV、30kV、50kV、73kV,根據(jù)所得數(shù)據(jù)繪制介損隨電壓變化曲線,結(jié)果見圖1。

      圖中紅線系列2為降壓測(cè)試值,藍(lán)線系列1為升壓測(cè)試值。全壓介損結(jié)果顯示,在最高運(yùn)行相電壓Um/√3(73kV)下該電流互感器介損值為0.905%,較10kV介損增長(zhǎng)0.373%,國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程的規(guī)定,測(cè)量電壓從10kV到Um/√3介質(zhì)損耗因數(shù)增量不得大于0.3%(警示值),該設(shè)備介損增長(zhǎng)超過(guò)規(guī)定值,電容量增量未見異常。并且該曲線形狀、走勢(shì)與絕緣介質(zhì)受潮后的全壓介損圖譜相吻合??梢猿醪脚袛嘣摴收峡赡苁怯捎诮^緣受潮引起的。

      2.2.3 末屏介損測(cè)試

      設(shè)備末屏介損及電容量測(cè)試是在2kV的試驗(yàn)電壓下進(jìn)行的,所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)為:介損值0.895%;電容量1319 pF。試驗(yàn)結(jié)果無(wú)異常。

      2.2.4 局部放電測(cè)試

      對(duì)主絕緣進(jìn)行局部放電測(cè)試,測(cè)試結(jié)果為:起始電壓44kV;熄滅電壓30kV;1.2Um/√3下放電量為2200 pC。

      局部放電測(cè)試結(jié)果顯示,該設(shè)備在1.2Um/√3電壓下放電量達(dá)到2200pC,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的20pC的注意值;起始放電電壓為44kV,且放電量迅速增長(zhǎng),熄滅電壓為30kV。放電圖譜波形與典型圖譜比較,接近于油紙絕緣介質(zhì)受潮后局放圖譜。

      2.3 外觀及解體檢查

      現(xiàn)場(chǎng)外觀檢查時(shí),發(fā)現(xiàn)故障電流互感器油位不可見,但無(wú)滲漏點(diǎn),分析為由于內(nèi)部放電導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部溫度升高,從而引起油位超過(guò)上限所致。隨后檢修人員對(duì)故障電流互感器進(jìn)行解體檢查,未發(fā)現(xiàn)明顯放電痕跡及受潮點(diǎn)。

      2.4 結(jié)論

      結(jié)合停電、帶電試驗(yàn)結(jié)果以及設(shè)備解體情況,初步分析該設(shè)備內(nèi)部存在由受潮所致的放電性缺陷。故障原因是設(shè)備主絕緣受潮,導(dǎo)致帶電、停電主絕緣介損測(cè)試值超標(biāo),但該設(shè)備絕緣屬于輕微受潮階段,設(shè)備絕緣內(nèi)部并未產(chǎn)生明水,水分子呈游離狀態(tài),所以設(shè)備電容量未超標(biāo),主絕緣電阻變化不明顯,解體時(shí)并未發(fā)現(xiàn)明顯受潮點(diǎn)。侵入主絕緣的水分處于電場(chǎng)較強(qiáng)位置從而產(chǎn)生局部放電,引起設(shè)備內(nèi)部溫度升高,造成油位上升。

      3 防范措施

      該故障設(shè)備已經(jīng)退出運(yùn)行。為防止此類缺陷的再次發(fā)生,應(yīng)該對(duì)本地區(qū)所轄所有同廠同批次設(shè)備,通過(guò)帶電相對(duì)介損及電容量測(cè)試以及帶電油色譜試驗(yàn)進(jìn)行逐一排查。同時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)110kV級(jí)以上電壓等級(jí)電流互感器赴廠質(zhì)檢驗(yàn)收。

      4 結(jié)束語(yǔ)

      電力系統(tǒng)中設(shè)備的絕緣受潮缺陷是最常見的分布性缺陷之一。由于設(shè)備密封不良,潮氣侵入,在長(zhǎng)期運(yùn)行電壓的強(qiáng)電場(chǎng)作用下,會(huì)造成絕緣性能下降。但是受潮初期水分子呈現(xiàn)游離狀態(tài)并未產(chǎn)生明水,此時(shí)設(shè)備的絕緣電阻測(cè)試值以及電容量未必超標(biāo),但是此種受潮初期缺陷可以通過(guò)油色譜試驗(yàn)、介質(zhì)損耗以及局部放電試驗(yàn)反映出來(lái)。電力系統(tǒng)生產(chǎn)中發(fā)生的缺陷故障是復(fù)雜多樣的,這就要求運(yùn)行檢修人員應(yīng)該充分相信帶電測(cè)試技術(shù)的精確度和成熟度,并具有綜合分析缺陷故障的能力。

      參考文獻(xiàn)

      [1]國(guó)家電網(wǎng)公司運(yùn)維檢修部.電網(wǎng)設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2014.

      [2]國(guó)家電網(wǎng)公司.輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程,2014.

      [3]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則.GB/T7252-2001,2001.

      [4]李建明,朱康.高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法[M].北京:中國(guó)電力出版社,2001.

      [5]劉釗,王佼.110kV電流互感器介質(zhì)損耗及電容量帶電測(cè)試缺陷分析[J].河北電力技術(shù),2015,34(03):33-34.

      作者簡(jiǎn)介

      岳明明(1994-),女,主要從事電氣工程及其自動(dòng)化方面的研究。

      作者單位

      1. 南華大學(xué) 湖南省衡陽(yáng)市 421000

      2. 國(guó)網(wǎng)河北省電力公司保定供電分公司 河北省保定市 071000

      3. 國(guó)網(wǎng)河北省電力科學(xué)研究院 河北省石家莊 050021

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