发电机出口电压互感器现场局部放电试验技术应用分析

发电机出口电压互感器现场局部放电试验　技术应用分析　苏全．陈壁署　（广州粤能电力科技开发有限公司，广东广州５１００８０）　摘　要：目前，国内各大发电厂发电机出口电压互感器大多使用３５ｋＶ及以下固体绝缘电磁式电压互感器，通过对　该类型互感器在绝缘检查试验中各绝缘试验项目进行分析比较，说明对该类型互感器进行现场局部放电试验的必　要性。Ｎ时，通过对一起发电机出口电压互感器局部放电试验实例进行分析．介绍了在电磁式电压互感器局部放电　试验中局部放电特征波形判断的方法和干扰排除方法，为广大用户及试验人员提供经验借鉴。　关键词：电压互感器；固体绝缘；局部放电；干扰排除　２０１３年７月，广东省茂名某发电厂发电机出口电　目对互感器绝缘考核的侧重点不同，同时每个试验也　压互感器故障烧毁造成发电机组异常停机，给发电厂　有其本身的局限性。　造成巨大的损失和不良影响。为了保证发电机组安全　１．１绝缘电阻测量　运行防止类似事故发生，省内相关发电集团研究决定　在固体绝缘电磁式电压互感器绝缘电阻测量中，　在互感器交接试验和预防性试验中．加强对其绝缘状　施加在试品主绝缘上的试验电压为ＤＣ２５００Ｖ，该电　况的检查和监督，并逐步在集团下属各大电厂开展发　压远低于互感器运行电压，除非互感器主绝缘存在明　电机出口电压互感器局部放电试验　显的贯穿性绝缘缺陷．否则该项试验测量值难以反映　互感器内部绝缘状况。同时，该类型互感器绝缘电阻　１开展局部放电试验的必要性分析　受环境影响和互感器表面脏污程度影响较为明显．所　目前国内各大发电厂发电机出口电压互感器一　以对于现场安装并正常投入运行的互感器，绝缘电阻　般使用固体绝缘电磁式电压互感器．电压等级在　测量值更多的只是作为参考数据，而非绝缘优劣的判　３５ｋＶ及以下，用于发电机出口电压测量和继电保护。　断依据。　在交接试验和预防性试验中，该类型电压互感器主要　１－２介质损耗因数测量　通过测量绝缘电阻和进行交流耐压试验考核其绝缘　介质损耗因素测量对于油浸式互感器整体绝缘　状况。局部放电试验虽然在相关试验标准中有提及，　缺陷（如受潮、老化等）反映较为灵敏，但对于３５ｋＶ及　但由于发电机出ＶＩ电压互感器安装位置特殊，现场干　下低电压等级固体绝缘电磁式电压互感器，其测量　扰抑制困难，进行试验难度较大，所以在现场试验中　结果分散性较大．受环境温湿度和互感器表面泄漏电　并未对该项目做强制性要求。但是，与其他试验项目　流影响明显，试验结果可靠性较低。因此在交接试验　比较，局部放电测量试验在匝问绝缘缺陷及其他隐性　及预防性试验规程中，并未对该类型互感器介质损耗　绝缘缺陷检查方面有着不可替代的作用。以下笔者通　因数测量做明确的要求。　过对互感器各个绝缘检查项目进行简单分析，以此说　１．３交流耐压试验　明开展发电机出口Ｆ｝厂瓦感器局部放电试验的必要　流耐压试验是互感器交接和预防性试验中绝缘　性。　检查方面最重要的手段之一．它分为外施交流耐压试　在现场试验中，固体绝缘电磁式电压互感器绝缘　验和感应耐压两部分，其中外施交流耐压试验主要考　检查试验一般包括绝缘电阻测量、介质损耗因数测　核互感器主绝缘，包括各绕组之间，绕组与铁芯、外壳　量、交流耐压试验、局部放电试验等项目，每个试验项　等金属构架之间的绝缘，而感应耐压则侧重于考核各　广东科技２０１５　３第６期１３　应用技术电力建设　绕组的纵绝缘，即绕组匝间、层间绝缘等。　互感器交流耐压试验能够比较全面地考核互感　器各部位的绝缘状况．并且由于试验中施加电压较高　（一般达到试品最高运行电压的两倍以上），所以能够　将互感器内部某些隐性绝缘缺陷扩大并将其暴露出　来。但同时，交流耐压试验属于破坏性试验，进行该试　验存在破坏试品内部绝缘的风险。　１．４局部放电试验　电压互感器局部放电试验同样是考核绕组的主　绝缘和纵绝缘。该试验的加压回路与交流耐压试验相　似，但采用了无局放试验设备，同时增加了包括耦合　电容器、检测阻抗、局部放电测量仪在内的测量回路　（如图１所示）。　１（｝）｝｝　一ｌ・ｉ『｝　ｌ　麴＿ｊ　‰｝　Ｉ　“　■　…　ｌ厶　国搬压囿瘩　⑦试品　０　量圄硌　图１电压互感器局部放电试验（纵绝缘检查）原理图　图１中Ｔｖ为调压器：Ｔ为无局放试验变压器；Ｒ　为保护电阻；Ｃ１、Ｃ２为测量电容；Ｔｘ为被试电压互感　器；Ｃｋ为耦合电容器；Ｚｍ为检测阻抗；Ｍ为局部放　电测试仪。　互感器局部放电试验最高试验电压为试品最高　运行电压的１．１倍，在此电压下互感器内部如果存在　局部缺陷，如气泡、裂痕、毛刺等将在场强作用下产生　局部放电，局部放电信号经过测量回路采集、传输、放　大最终在局部放电测试仪上显示，试验人员可以通过　分析局部放电波形和波形脉冲幅值评估互感器内部　绝缘状况。　在条件允许的情况下，标准规定局部放电试验应　该在交流耐压试验之后进行，其目的不仅在于检查互　感器内部在生产和运行过程中是否存在影响互感器　安全运行的绝缘缺陷，同时也是为了检查进行交流耐　压试验是否对互感器内部绝缘介质造成隐性破坏。　２０１４年，广东省惠州某发电厂在计划检修中，对　发电机出口电压互感器进行交流耐压试验。试验获通　过，但随后在投运时互感器发生短路烧毁，初步原因　分析便是怀疑交流耐压试验将互感器中的某些隐性　绝缘缺陷扩大，但又未能使其彻底暴露，在投运时受　１４　广东科技２０１５　３第６期　破坏的绝缘介质无法承受操作过电压，最终导致事故　发生。　所以，进行局部放电试验是对交流耐压试验的补　充，是整个互感器绝缘检查程序中一个非常重要的环　节，开展和普及该项试验对于互感器和整个机组安全　运行有着重要的意义。　２应用实例分析　２０１３年１０月，广州粤能电力科技开发有限公司　对广东汕头某电厂１号机组９台发电机出口电压互　感器进行局部放电试验．在试验中发现该批互感器均　存在不同程度的局部放电信号。　该批次固体绝缘电磁式互感器为１９９３年乌克兰　生产，额定电压为２０ｋＶ，最高运行电压为２４ｋｖ，由于　该批次互感器生产运行年限较旧，加之当时生产工艺　水平较低，因此互感器内部存在不同程度的绝缘缺　陷。　本次局部放电试验使用无局放ＳＦ６气体绝缘变　压器、耦合电容器和数字式局部放电测量系统等，试　验接线原理图如图１所示。测得发电机出口电压互感　器局部放电量如表１所示。　表１　１号发电机出口电压互感器局部放电测量结果　＼　试验电压　＼　＼＼　１Ｕ＼　ｎ／￣　１．０Ｕｍ／、／３　１．２Ｕｍ／Ｖ　３　ＡｐＴ１　５０　１０Ｏ　２００　Ａ相　ＡＰＴ２　５　２６　６００　局　ＡＰＴ３　２００　２００　２２０　部　放　ＢＰＴ１　５　５　＞１０００　电　Ｂ相　ＢＰＴ２　７０　１５０　＞１０００　量　ＢＰＴ３　５　５　１Ｏ　（Ｐ　ＣＰＴ１　４　４　５　Ｃ１　Ｃ　相　ＣＰＴ２　４　４　１１　ＣｐＴ３　５　５０　８００　疰：Ｕｎ＝２０ｋＶ；Ｕｍ＝２４ｋＶ。　根据ＧＢ　２０８４０．１—２０１０要求，一般固体绝缘电磁　式电压互感器在１．２Ｕｒｎ／、／３电压下的局部放电量不　应大于２０ｐＣ，由表１可以发现，该批次互感器除　ＢＰＴ３、ＣＰＴ１和ＣＰＴ２符合标准要求之外，其余互感　器局部放电量实测值明显超标。　发电机出口电压互感器一般安装在发电机组６　米层的ＰＴ柜中，安装位置比较特殊。在机组检修期