500 kV 油浸变压器安装中的局放控制

章军龙

(深圳市威彦达电力工程监理有限公司，广东深圳518000)

0 引言

众所周知，大型变压器是在变压器厂生产组装完经出厂试验合格后再拆分成主体及各类附件，经长途运输到达变电站施工现场，其本身的设计、制造工艺及材料的使用是变压器质量优劣的决定因素。但变压器在运输过程中是否平稳，附件在吊运过程中是否有损伤也将直接影响变压器的质量，尤其是在安装过程中如何控制安装工艺，如何完美地还原变压器的整体性能，这将是影响变压器质量的又一个关键因素。在实践中，大型变压器尤其是500 kV 以上变压器安装后的局放试验值超标时有发生，这就对安装的工艺水平提出了更高的要求。

局部放电是指在一定的外加电压作用下，在电场较强而绝缘相对又偏弱的部位发生的静电游离现象。变压器产生局部放电的原因较多，但归纳起来主要为:变压器内部的绝缘件、金属件的尖角、毛刺等引起的电荷集中放电;金属接地部件之间、导电体之间电气连接不良造成的悬浮电位放电;绝缘件内部存在气隙、绝缘油存在气泡引起的局部绝缘击穿放电;变压器内部存在灰尘、杂质，如金属颗粒、纸末纤维等造成的局部放电。

本文所述的梅州500 kV 嘉应变电站2#主变扩建工程中的主变压器为保定三菱公司的产品，为单相油浸式强迫油循环风冷变压器。由于500 kV 变压器电压等级高，所以对局放量的要求更加严格。此次安装工程由日本三菱技术人员全程指导，对整个质量的把控非常严格，但仍然出现了局放超标的问题，下面将针对整个过程进行具体分析讨论。

1 安装过程的质量控制

施工单位和监理单位在2#主变压器安装期间对质量控制做了大量工作，尤其是针对易造成局部放电量超标的几个方面进行了细致的准备和控制。

1.1 现场油的处理

变压器油是重要的绝缘介质，其质量直接影响局部放电量的控制。现场采用真空滤油机对储油罐内的油进行加热自循环处理。并严格控制好整个滤油管路的密封性和加热器温度，使变压器油的耐压值、微水值、含气量、介损值、颗粒度等指标最终符合交接试验标准。

1.2 器身内部检查

对变压器内部的检查主要是检查各部件有无变形损坏、有无各类杂质。而进入器身的检查人员均穿着特定的连体服且对带入的工具逐一登记，并对人孔门开口处采用布帘遮挡，防止灰尘等异物进入器身。在进入器身前后，有干燥空气发生器持续不断供给器身内部干燥空气。在内检完成后，封闭人孔门，并通入干燥空气且保持微正压，最大限度保证内部干净、干燥。

1.3 真空注油

在注油前，需对变压器抽真空。本次安装，日本技术人员对真空度要求极高，直至真空度达到6 Pa，并保持72 h 后才开始真空注油。注油过程中对真空度也实时监控，要求低于13 Pa。注油速度也控制在100 L/min 以下。

1.4 热油循环

热油循环的关键就是温度控制和时间控制。本次安装中，滤油机出口油温控制在50℃ ～60℃，加热器出口油温控制在65℃ ～70℃，主变油箱油温控制在60℃ ～65℃，在主变油箱油温达到60℃以上开始计时，热油循环72 h。

2 对局放超标的可能原因分析

在各项常规试验均合格的条件下，请广东电科院对2#主变压器进行了长时感应电压(带局部放电测量)试验。广东电网公司对变压器的局部放电交接试验的规定要严于交接规程GB50150 -2006 中的规定，即在线端电压为设备的最高电压有效值)的长时试验(60 min)期间，局部放电量的连续水平不大于100pC(交接规程中为500pC)。而2#主变B 相在历经线端电压电压的长时试验期间，局放值达450pC，远超100pC 的广东电网公司标准。而A、C 相试验均满足要求。对B 相产生局放超标的原因分析如下。

2.1 变压器内部原因

2)A 相和C 相变压器的外部条件与B 相相同，而只有B相局放超标，因此，仍不能排除B 相内部的原因，最大的可能性是变压器油未完全静置，仍有气泡存在。在变压器的安装过程中，如果有绝缘气泡残留在内部就会导致变压器局部放电，但是，这种情况下变压器局部放电量较小，气泡也相对较小，并且电量会在绝缘油中慢慢溶解最终消失。

2.2 变压器外部原因

1)根据试验实施时的天气可知，该试验前下过雨，在下雨的情况下会影响套管瓷瓶和试验屏蔽罩的效果，下雨和潮湿的环境都会使绝缘程度变低，所以考虑局部放电来源于高压套管。

2)施工的现场环境与工厂的条件截然不同，变压器在出厂时是在完全屏蔽的室内进行的，在现场恶劣环境中，很容易受噪音等因素的影响。

3)试验后经检查，中压套管升高座的空气释放管的支撑金属和螺栓处于电气悬浮状态，类似外部管件和螺栓如未良好接地，对局放也将产生影响。

3 如何处理和改善局放水平

在对B 相变压器局放超标的原因进行分析后，应立即着手对该相变压器进行以下处理，最终使局放量达到合格标准。

3.1 消除变压器内部存在气泡的可能性

在加热的状态下进行热油循环以及进行真空滤油，在变压器油的温度上升至60℃以后，热油循环持续96 h，且保持变压器油温在60℃ ～70℃。此后，变压器在0.03 MPa 的压力下持续静置96 h。变压器油在静止的时候，油泵以及风扇都不能运行，以便油自然冷却，这样可以使气泡自然溶解在绝缘油当中。

3.2 改善变压器的试验条件

在试验之前，适当地改善500 kV 变压器的外部试验状况，如在试验前用万用表来检测全部尚未接地的部件、管道以及螺栓等，使其进行可靠、安全的接地;在试验进行前，将变压器的顶部和套管表面的灰尘、水以及其他的杂物一律清理干净;根据试验地点的特殊性适当地对外部结构进行改造，如消防管的尖端部分由接地的屏蔽罩遮盖住，拆除某些电力电缆线的部件，将套管顶部换成尺寸更大的并有平滑表面的屏蔽罩覆盖住套管顶部的接线端子;在晴朗且温湿度适合的条件下重新进行局放试验。

4 结语

1)500 kV 变压器不同于电压等级低的变压器，其对绝缘油的处理、真空注油时真空度的要求更高，尤其是热油循环的处理和静置时间的长短将是降低局部放电的一个非常关键步骤。虽然本文所述的2#主变在安装期间完全按作业规程进行，但适当延长热油循环的时间和静置时间将有利于局放超标现象得到改善。

2)局放试验时的外部条件也将影响试验结果，要想得到真实的局放值，不仅要保证试验设备的完好、试验电源的稳定、试验环境温湿度达标，还要对可能造成影响的外部部件进行接地或屏蔽处理。

3)如果热油循环不能降低局放量，根据以往工作经验，可采取以下措施降低局放量:在局部放电的现象出现之后，保持试验的电压并且测量局部放电水平，在保持电压的同时，有可能会因为气泡融入绝缘油内使局部放电的水平降低，在进行了上面的步骤之后逐渐将试验电压降低，直到局放消失，然后将该电压维持数分钟并且再次进行升压(该方法可能需要进行数次)，该步骤的主要目的是强迫震动局放点;进行油泵循环，在不施加试验电压的时候将油泵打开进行油循环处理，之后将油泵关闭再进行局部放电试验。

［1］张玉春.谈变压器的局部放电［J］.变压器，2008，46(6):18 -20.

［2］(英)马丁d.希斯科特. 变压器实用技术大全［M］. 王晓莺，译.北京:机械工业出版社，2004.

［3］中华人民共和国建设部.GB50150 -2006 电气装置安装工程 电气设备交接试验标准［S］. 北京:中国计划出版社，2006.

［4］中国电力企业联合会.GB50148 -2010 电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范［S］.北京:中国计划出版社，2010.