换流变阀侧套管预防性试验研究

张 晗，胡义涛，秦 孜，陈辽语，丛万林，刘一畅

(国网安徽省电力有限公司检修分公司，安徽 合肥 230000)

0 引言

换流变是特高压换流站的核心设备，换流变区域的检修预试时间决定全站停电检修的工期，如何高效地完成换流变区域检修预试至关重要。换流变阀侧绕组连同套管及阀侧套管预防性试验是换流变区域预试的重点项目，阀侧套管处于晶闸管和换流变的连接处，阀侧套管端部与阀塔相连，其预防性试验需要断开阀侧套管与阀塔的引线，但连接处具有质量大、高度高以及结构精密的特点，断复引工作复杂，给换流变阀侧套管的预防性试验带来很大困扰。

根据检修工作统一安排，检修人员在停电检修期间对某特高压换流站24台换流变开展预防性试验，考虑到现场检修时间紧、断复引工作量大等因素，对极1低端YYA相、极2高端YYA相换流变阀侧绕组连同套管及阀侧套管的相关试验项目进行拆线和不拆线两种情况下的预防性试验数据对比研究，为其他换流变阀侧套管在不拆线情况下进行预防性试验作理论铺垫，极大地减小了现场工作量，有效地缩减了检修时间。

1 试验方法

换流变接线方式如图1所示，换流变网侧套管经换流变出线连接至交流侧网络，阀侧套管经换流阀与直流侧连接。换流变网侧高压套管端部为A节点，网侧中性点套管端部为X节点，阀侧套管端部分别为a、b节点。

图1 换流变的接线方式

换流变采用阀侧套管拆线试验方法时，拆除网侧高压套管A、中性点套管X接线板连接线和阀侧套管a、b接线板连接线，即拆除换流变所有套管连接线。

换流变采用阀侧套管不拆线试验方法时，拆除网侧高压套管A、中性点套管X接线板连接线，保留阀侧套管a、b接线板连接线，试验时，打开阀厅阀侧套管侧地刀。

换流变阀侧套管引线是否拆除所涉及的预防性试验主要有阀侧绕组连同套管及阀侧套管的相关试验项目，其主要包括介质损耗、电容量及绝缘电阻。其中介质损耗和电容量测量所采用自动抗干扰精密介质损耗测量仪。进行阀侧绕组连同套管试验时，试验接线如图2所示，均采用内高压内标准电容下的10 kV反接线法，即网侧套管A、X短接并接地，阀侧套管a、b短接并加10 kV电压。进行阀侧单套管试验时，在拆线情况下，采用常规接线方法，即在内高压内标准电容情况下，采用一次对末屏10 kV正接线法，在不拆线情况下，阀侧套管a、b与换流阀相连，在一次侧加压无法上升至合理电压，故在内高压内标准电容情况下，采用末屏对一次反向加压的方式，即末屏对一次2 kV正接线法。

图2 阀侧绕组连同套管试验接线

2 试验数据及分析

2.1 阀侧绕组连同套管试验

根据国家电网企管[2018]209号《国家电网公司直流换流站检测管理规定》，对换流变阀侧绕组连同套管开展绝缘电阻、介质损耗及电容量测试，试验要求：

(1)吸收比1.3，极化指数≥1.5，绝缘电阻≥10 000 MΩ；

(2)20 ℃时的tan

δ

不大于0.6%；(3)tan

δ

与前次试验值比较，变化一般不大于30%；

(4)电容量与上次试验结果相比无明显变化。

试验数据如表1、表2所示，从表中的数据可以看出：

(1)不拆线时阀侧绕组连同套管绝缘电阻小于拆线时的数据，不拆引线检测数据偏小，但检测数据均大于10 000 MΩ，规程要求当绝缘电阻大于10 000 MΩ时，初值差、吸收比和极化指数均不作要求。拆引线时绝缘电阻偏差在20%以内，且远大于试验标准值，与试验仪器本身误差、环境因素影响有关。

(2)不拆线时电容量值、介质损耗值比拆线时大很多，试验数据超出规程规定“tan

δ

不大于0.6%，与前次试验值比，变化一般不大于30%，电容量测试值不应有明显变化”的要求，这是因为阀侧并联有穿墙套管、避雷器、换流阀等设备的缘故，数据的参考意义不大。拆引线时电容量数据偏差为2.6%，介质损耗值数据偏差绝对值为0.055%，误差在接受范围内。

表1 极1低端YYA换流变阀侧绕组对网侧绕组及地

表2 极2高端YYA换流变阀侧绕组对网侧绕组及地

2.2 阀侧套管电容量及介质损耗因数测量

根据Q/GDW 11933-2018《±1 100 kV换流站直流设备预防性试验规程》和国家电网企管[2018]209号《国家电网公司直流换流站检测管理规定》，试验要求：

(1)20 ℃时的tan

δ

不大于0.6%；

(2)电容量与交接试验值比较，不大于±5%；

(3)主绝缘电阻≥10 000 MΩ；

(4)末屏对地绝缘电阻≥1 000 MΩ；

(5)当末屏对地绝缘电阻小于1 000 MΩ时，应测量末屏对地tan

δ

，且tan

δ

≤2%。极1低端YYA换流变阀侧套管电容及介损、绝缘电阻试验数据分别见表3、表4，极2高端YYA换流变阀侧套管电容及介损、绝缘电阻试验数据分别见表5、表6。从表中的试验数据可以看出，拆线使用正接法和不拆线使用末屏反向加压正接法方法时，二者测量的a、b套管电容量及介质损耗因数相差很小，排除试验仪器本身误差及环境因素后可以认为两次数据基本一致，且现场试验的tan

δ

值在0.3%左右，电容量初值差均在1.5%以内，满足规程相关要求。不拆线时套管主绝缘电阻小于拆线时的数据，但试验数据均大于10 000 MΩ，符合规程要求。

表3 极1低端YYA换流变阀侧套管电容及介损试验数据

表4 极1低端YYA换流变阀侧套管绝缘电阻试验数据

表5 极2高端YYA换流变阀侧套管电容及介损试验数据

表6 极2高端YYA换流变阀侧套管绝缘电阻试验数据

3 试验结果

阀侧绕组连同套管的介质损耗及电容量试验中不拆线时电容量值、介质损耗值比拆线时大很多，这是因为阀侧并联有穿墙套管、避雷器、换流阀等设备的缘故。根据Q/GDW 11933-2018《±1 100 kV换流站直流设备预防性试验规程》和国家电网企管[2018]209号《国家电网公司直流换流站检测管理规定》，对换流变预防性试验项目要求有所差异，预防性试验规程中未要求开展换流变阀侧绕组介质损耗及电容量测试，建议将其作为诊断性项目。

阀侧绕组连同套管的绝缘电阻试验中不拆线时，阀侧绕组连同套管绝缘电阻小于拆线时的数据，不拆引线测量数据偏小，但检测数据大于规程要求的10 000 MΩ。因此阀侧绕组连同套管的绝缘电阻可采用不拆引线试验，绝缘电阻要求大于10 000 MΩ，因并联有其他设备绝缘电阻，这样要求更严格。当绝缘电阻小于10 000 MΩ时，再拆除试验引线进行综合分析。

阀侧套管试验中阀侧套管介质损耗及电容量测试经拆线采用传统正接法和不拆线采用末屏反向加压正接法时，二者测量的a、b套管电容量及介质损耗因数相差很小，排除试验仪器本身误差及环境因素后可以认为两次数据基本一致，套管绝缘电阻测试前后两次数据没有太大偏差。由于末端加压法不需要对阀侧套管引出线进行断引，减少了现场的工作量，有效缩短了检修时间，建议后期采用不拆引线方式开展阀侧套管试验。

4 结论

通过分析极1低端YYA相、极2高端YYA相2台换流变阀侧绕组连同套管试验、阀侧套管相关试验项目不拆引线与拆引线数据，得到二者的对应关系和误差范围。综合考虑拆线对套管的损伤，建议阀侧不拆引线进行换流变预防性试验，并将本次24台换流变不拆引线的试验数据作为后期预防性试验的初始值，若后期不拆引线试验时发现数据异常或对数据有怀疑，应采取拆引线试验进行综合分析。阀侧绕组连同套管及阀侧套管试验不拆线方法较拆线方法大大节省阀侧套管引线断复引工作时间，缩减了停电检修的工期，提高了直流输电系统的利用率。