特高压换流变压器局部放电故障现场定位诊断实例

邹冠锟 吴国丽

摘要：我国作为电力大国，近年来直流输电工程项目取得长足发展，在超远距离输电的组成部分中，特高压直流输电居于重要的地位，在日后的发展活动中，国家电网公司将会进一步强化特高压直流输电网建设工作。对于直流输变电线路而言，特高压换流变压器发挥着重要的作用，直流输变电线路运行的可靠性与有效性会直接受到特高压换流变压器运行情况的影响，为了确保直流输变电线路的高效运行，需要重视特高压换流变压器。

关键词：变压器;放电故障;定位诊断

一、局部放电故障处理方法

在变压器中，一旦产生局部放电问题，关于故障点位置的明确方面，通常利用故障定位的方式。一般情况下，关于局部放电的定位方面，其主要包含两种方式，即电气定位与电声定位。并以定位结果为依据，认真开展相关的内检或者吊装活动，并将故障点查找出来，采取相关的处理措施。

1.电气定位

通常情况下，关于电气定位方法方面，多端子传递关系测量法与放电图形比较法应用比较普遍。该方法的主要原理就是，在产生放电故障的情况下，在产品中，就会促使放电信号源的生成，利用所生成的放电信号源，放电信号就会开展信号的对外传输活动，在套管的测量端子处，就可以将这些信号检测出来，关于信号的波形与幅值方面，且存在着一定的差异，针对所有套管端头，会开展相关的方波矫正活动，并对其中的传递关系作出记载，在某个套管端头位置处施加校准脉冲，利用阻抗，还可以将其他较准量值测量出来，并对相关波形作出观察，进而将所有端头间的比值关系计算出来。总而言之，在电气定位法中，只可对大致位置作出确定。

2.电声定位

在变压器中，倘若产生放电点，在同一时间放电源就会产生声波，在介质中，声信号与电信号的传播速度有所不同，这样就可以对信号源的实际位置作出明确。放电超声波的传播活动主要是利用球面波的形式，所以，在变压器上附加灵敏性较高的超声传感器，在完成声信号的接收之后，利用光电转换装置，就可以实现声信号的转变活动，可以将其变化成电信号，除了可以将其显示出来之外，还可以开展测量活动。

二、特高压换流变压器局部放电故障定位实例

1. 实例一

在某特高压换流站中，ZZDFPZ-493100/500～600极II高端Y/D-C相换流变乙炔信号出现报警，迅速检查并测试了该产品的变压器油气体含量，乙炔含量的增长非常迅速，由最初的0.67，逐步上升至1.06 、1.13 、1.40，最后高达2.61。

为了促使电网的顺利运行得到保障，在带电运行的情况下，测量了局部放电位置，相关结果表明，在换流变中存在着局部放电异常问题。将耦合传感器设置于本体夹件接地排线位置处，通过电信号将超声信号触发。在此次的测量活动中，将超声探头设置于换流变压力释放阀下方位置处。以具体的超声位置为依据，开展相关的计算活动，变压器内部下托板周围位置处属于放电点。通过分析内部图纸可以得出，磁压板与夹件屏蔽管的紧固螺丝属于该位置，依据传统的工作经验可以得出，倘若紧固螺栓松动所造成的接触不良，面对高场强的情况，就会导致局部放电问题的出现，待情况加剧之后，就会生成乙炔等特征气体，对此次实验结果的准确性作出了检验与证明。

第一，内检方案

以局部放电定位的位置为依据，对相关内检方案作出了明确。首先开展变压器的充气排油活动，在结束排油，就会以超声并未的位置为依据，开展相关的检查工作。

第二，内检结果

结束变压器的放油工作之后，有关工作人员就会检查变压器内部，进而得出，关于产品上部夹件屏蔽的紧固螺栓方面，存在着松动问题，夹件屏蔽绝缘放电痕迹比较显著，这样对此次局部放电定位测量的正确性做出了证明。面对该问题，全面改进了上部夹件屏蔽绝缘，并对松动的螺栓采取紧固措施，在完成上述操作活动之后开展试验活动，试验结果合格，变压器又开始正常运行。

2. 实例二

在某特高压换流站中出现了信号报警情况，2.3×10-6是乙炔含量，甲烷为13.0，乙烯为1.1，乙烷为1.7，乙炔为2.3，氢气为11.8，一氧化碳为430，二氧化碳为2100。

为了促使产品的安全性能得到保障，在此次的试验中，通过退出运行，针对换流站内部，实施了现场局部放电测量方案，在此次的测量活动中，将耦合传感器放置于产品本体夹件接地位置处，其中，局部放电的电信号的接收活动，主要通过该传感器来完成，在结束相关接收活动之后，还会开展电信号的输送活动，确保测量仪器能够接收有关信号，并将声信号触发。然而，该产品属于我国早期所研发的特高压直流产品的范畴，其铁芯夹件接地具备一定的特殊性，面对该类型的铁芯夹件，倘若利用挂网运行的情况，开展带电检测活动，则很难确保耦合传感器安装活动的完成，后续的定位工作也很难开展。通过局部放电测量工作得出，由于變压器不存在局部放电信号，很难确保超声定位工作的开展。只能利用油色谱数据，进一步分析变压器故障。在变压器油中，空气属于主要的溶解气体。在高压实验与变压器正常运行中，性变压器中变压器油所产生的氢气、一氧化碳、二氧化碳等量非常少。倘若产生故障，这些气体的生成量就会比较大，这些气体被称作故障特征气体。由此可见，局部放电缺陷引发的乙炔含量超标，变压器内部放电痕迹比较突出。

第一，内检方案

以传统的同类型故障点的修复经验为依据，并与变压器结构情况紧密联系起来，对内检方案作出了明确。针对变压器，首先开展充气排油活动，在结束排油之后，工作人员就会深入检查变压器内部情况，主要的检测位置就是器身磁压板接地点、夹件屏蔽管、固定螺栓等。

第二，内检结果

在结束放油工作之后，通过检查可以得出，关于产品上部夹件屏蔽处方面，其紧固螺栓存有松动问题，其中的放电痕迹非常突出。

三、结束语

针对换流变压器，文章利用局部放电超声定位检测方式方法，对放电点的位置做出了明确，在此基础上，针对有关产品，开展了现场排油内检活动，将显著的放电痕迹查找出来，在科学修复变压器之后，并开展了实验工作，保障了检测结果的合格，并对超声定位的科学性与有效性作出了检验，这样在后续的工作中，一旦遭遇相似问题，运维人员可以参考相关处理措施，相关的研究工作具备重要的意义，可以对日后的实践活动起到良好的指导作用。

参考文献

[1]马斌，黄炫磊.特高压换流变压器局部放电故障现场定位诊断实例[J].机电信息，2020（14）：1-3.