浅谈大型变压器现场局部放电试验参数的估算

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1、浅谈大型变压器现场局部放电试验参数的估算应辉（大连供电公司试验研究所，116001）摘要：变压器现场局部放电试验容性功率较大，受试验装置和电源容量限制，应在试验前比较准确地估算出包括容性功率、试验频率、补偿电抗器电感量等试验参数。本文尝试用变压器常规试验中测量出来的绕组间、绕组对地电容量为基础进行估算，并利用现场实际局放试验对所估算的参数进行了例证。关键词：变压器；局放试验；参数估算变压器内部的局部放电是促使绝缘劣化并发展到击穿的重要原因，因此局部放电量的检测也越来越受到重视，测量变压器局部放电水平，是评定变压器绝缘性能的

2、有效方法。并且，局放试验既有破坏性试验发现绝缘缺陷的相当有效性，又具有非破坏性试验的安全性。根据《电气设备交接试验标准》(GB50150-2006)、《电力设备预防性试验规程》(DL/T596-1996)和国网公司“十八项电网重大反事故措施”中防止大型变压器损坏事故的要求，对220kV及以上电压等级的变压器，为了检查变压器经过运输、安装以及排氮充油处理后的绝缘水平，要求在投运前必须进行该项试验；对运行中的变压器当怀疑其有放电现象或检查大修质量时，同样需要进行现场局部放电试验。1.大连供电公司变压器现场局放试验现状大型变压器

3、多采用分级绝缘结构，变压器局放试验一般从被试变压器的低压侧分相感应加压，利用被试变压器的高压(中压)套管电容作为耦合电容，从套管末屏处抽取信号，测量局部放电值。由于变压器铁芯存在铁磁饱和，因此局放试验频率要提高至额定电源频率的2倍以上。大连供电公司较早开展变压器现场局放试验，在以前现场缺乏高频率试验电源的情况下，采用“中性点支撑法”进行，但此方法虽能满足变压器绕组主绝缘试验电压的要求，但也存在绕组纵绝缘达不到试验电压的不足。近年来，大连供电公司试验研究所积极组建高压变频试验装置，应用大型变压器现场局放、电力电缆等试验工作，

4、取得较多经验。其中，2007年就进行了12台220kV以上电压等级主变局放试验。现场变压器局放用变频试验装置主要由以下几部分组成：变频柜，频率为30～300Hz，最大输出功率300kW；300kVA励磁变压器；补偿电抗器等。1图1变频试验装置局放试验原理图图1中：——300kW变频柜T——300kVA励磁变L——并联补偿电抗器Cx——被试变压器2.被试变压器容性功率的估算变压器现场局部放电试验从变压器低压侧单相感应加压，试验回路电流呈现容性，且容性功率比较大，需要用适当的电抗器进行补偿。为了合理选择试验设备和现场试验电源容

5、量，试验前应比较准确地估算出包括容性功率、试验频率、补偿电抗器电感量等试验参数。图2三相三绕组变压器现场局放试验接线示意图大型变压器局放试验，以系统最为常见的三相三绕组变压器(组别为YNynod11)为例，进行A、Am相局放试验时，由低压侧ac相励磁。当低压侧施加电压Uac=UL时，高、中压试验相A、Am线端分别达到局放试验电压：UAO=UH，UAmOm=UM。此时高压非试验相B、C线端电压UBO=UCO=1/2UH，中压非试验相Bm、Cm线端电压UBmOm=2UCmOm=1/2UM，低压非试验相Uab=Ubc=1/2UL

6、(均忽略因变压器磁路结构原因引起的非试验相电压偏差)。图3被试变压器高压侧试验相与非试验相电压关系并且变压器高、中、低压侧电压关系满足：UkHL1k1UL3UkM2Lk2UL3其中，k1L为高压对低压的铭牌电压比，k2L为中压对低压铭牌电压比；k1φ为高压对低压的相电压比，k2φ为中压对低压相电压比。考虑到局放试验回路电流呈现为容性，可以视作一个等效的集中电容负载（图1中Cx），因此我们尝试利用变压器常规试验中测量出来的绕组间、绕组对地电容量进行估算。根据《高压电气设备试验方法》及一些相关文献中介绍的方法：将绕

7、组间、绕组对地的分布电容均按集中电容来考虑，并假设A、B、C三相绕组的电容相等；假设电压是沿绕组高度均匀分布，局放试验绕组一端为高电位，另一端为地电位，因此估算时绕组电压按首尾之和的一半做近似计算。图4三绕组变压器绕组间及对地电容等值电路图3高压侧试验相的总电容电流IH为试验相高压绕组对地Ic10、高压绕组对中压绕组Ic12、高压绕组对低压绕组Ic13的容性电流之和。需要注意的是：高压对中压绕组C12承受电压UHM=UH—UM；高压对低压绕组C13承受电压UHL=UH—UL。即：IH=ω·⅓C10·½UH＋ω·⅓C12·½

8、（UH—UM）＋ω·⅓C13·½（UH—UL）高压侧非试验相绕组承受电压为试验相线段电压的一半，即高压侧非试验相的总电容电流IH＇=ω·⅔C10·¼UH＋ω·⅔C12·¼（UH—UM）＋ω·⅔C13·¼（UH—UL）同理，中压侧试验相IM=ω·⅓C20·½UM＋ω·⅓C23·½（UM—UL）中压侧非试验