交流特高压主变调变联合局部放电试验系统及方法与流程

本发明涉及电力变压器现场试验方法，具体是一种交流特高压主变调变联合局部放电试验系统及方法。

背景技术：
1000kV交流特高压输电工程是目前世界上电压等级最高的交流输电工程，随着晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程及扩建工程、皖电东送淮南-上海交流特高压输电工程的相继投运，交流特高压在我国呈现蓬勃发展的态势。交流特高压变压器是交流特高压输电工程最重要最昂贵的设备之一。为了保证变压器生产、安装质量，查找变压器运行中的隐患，需要在现场开展变压器交接和预试试验。对于交流特高压变压器来说，带局部放电测量的长时感应耐压试验(ACLD，通常简称为局部放电试验)是难度最大、考核最严格、对变压器内部绝缘缺陷反映最灵敏的交接预试试验之一。特高压变压器由于电压等级高、尺寸大，为了便于运输，将特高压变压器的本体和调压补偿部分分箱布置，即为主体变压器和调压补偿变压器。目前，我国通用的交流特高压变压器局部放电测量方法是分别对主体变压器和调压补偿变压器进行局部放电测量，这种测量方法主要存在以下几个问题：1)调压补偿变压器绝缘考核不够。2)需要拆除、还原主变调变的连接线，工作量大。3)要进行两次局放试验，需要试验设备多、效率低。鉴于此，着手研制了交流特高压主变调变联合局部放电试验方法及试验装置。

技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术存在的空白和不足，提供一种交流特高压主变调变联合局部放电试验系统及方法，使试验程序极大简化，降低现场工作量，提高工作效率。本发明采用如下技术方案：一种交流特高压主变调变联合局部放电试验系统，包括变频电源、试验变压器、补偿电抗器、电容分压器、局部放电检测系统、以及试验对象调压补偿变压器和交流特高压主体变压器，变频电源的输出端与试验变压器的低压侧连接，试验变压器的高压侧与调压补偿变压器的低压侧连接，调压补偿变压器的高压侧与交流特高压主体变压器的低压侧连接，在试验变压器和调压补偿变压器之间并联有用于补偿感性容量的补偿电抗器和用于测量的电容分压器，在交流特高压主体变压器和调压补偿变压器上均装有局部放电检测系统。一种交流特高压主变调变联合局部放电试验方法，通过上述试验系统来完成交流特高压主变调变现场联合局部放电试验，具体步骤为：步骤一、连接变频电源、试验变压器、补偿电抗器、电容分压器、局部放电检测系统，以及试验对象交流特高压主体变压器和调压补偿变压器，形成交流特高压主变调变现场联合局部放电试验回路；步骤二、在交流特高压主体变压器高压侧、中压侧、低压侧和调压补偿变压器高压侧4个局放测量端进行脉冲校准，并记录相互间的局放传递比关系；步骤三、对交流特高压主变调变现场联合局部放电试验回路进行加压和局放测量，其中调压补偿变压器既作为试验对象，又充当试验变压器的作用，交流特高压主变压器和调压补偿变压器同时达到局放试验电压，局部放电检测系统同时完成交流特高压主变压器和调压补偿变压器的局部放电测量；步骤四、如局放测量结果异常，根据局部放电定位法进行分析和判断。本发明的技术方案具有以下的有益效果：1、在国内外首次实现了交流特高压主变调变联合现场局部放电试验，适用于国内所有交流特高压变压器现场局部放电试验；2、交流特高压主变和调压补偿变现场局部放电试验一次完成，使试验程序极大简化，提高了工作效率；3、交流特高压主变单独局放试验时，低压侧预加压一般为173.2kV；本体变和调变联合局放试验，由于两级升压，只需对调变调压绕组施加电压45.6kV(以荆门站交流特高压变压器为例)，因此试验设备输出电压从173.2kV降到45.6kV，从而使试验电压得到更加容易，使变频电源、补偿电抗器等试验设备极大简化，节约了试验成本；4、为了与交流特高压主变的绝缘考核相匹配，调压补偿变施加电压较其单独试验时大大增加，且加大了调变的绝缘考核力度，使调变的绝缘考核更加科学和全面；5、试验时交流特高压主变与调压补偿变的电气连接线不用拆除，降低了现场工作量，提高了工作效率。附图说明图1是本发明交流特高压主变调变联合局部放电试验系统的结构原理框图；图2是本发明局部放电试验加压程序示意图。其中：1—变频电源；2—试验变压器；3—补偿电抗器；4—电容分压器；5—局部放电检测系统；6—调压补偿变压器；7—交流特高压主体变压器。具体实施方式下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。请参见图1，本发明交流特高压主变调变联合局部放电试验系统包括变频电源1、试验变压器2、补偿电抗器3、电容分压器4、局部放电检测系统5、以及试验对象调压补偿变压器6和交流特高压主体变压器7，其中变频电源1的输出端与试验变压器2的低压侧连接，试验变压器2的高压侧与调压补偿变压器6的低压侧连接，调压补偿变压器6的高压侧与交流特高压主体变压器7的低压侧连接，在试验变压器2和调压补偿变压器6之间并联有用于补偿感性容量的补偿电抗器3和用于测量的电容分压器4，在交流特高压主体变压器7和调压补偿变压器6上均装有局部放电检测系统5，具体的，在交流特高压主体变压器7高压侧、中压侧、低压侧和调压补偿变压器6高压侧四个套管末屏处分别安装局部放电检测系统5。交流特高压主变调变联合局放试验采用变频电源1供给试验变压器2低压侧，试验变压器2高压侧给调变(调压补偿变压器6)低压侧施加试验电压，试验变压器2的作用是将其输出的电压升高到调变低压侧试验电压45.6kV。调变高压侧为本体变(交流特高压主体变压器7)低压侧供压，使交流特高压主体变压器7局放试验的激磁电压达到局放试验的测量电压达到根据上述电压确定了变频电源1、试验变压器2等试验设备的参数。各部件参数：1、变频电源1电源输入：380(1±10％)V，三相，50Hz；输出电压：0～350V，单相，连续可调；输出功率：2×400kW工作频率范围：30Hz～300Hz；频率调节分辨率：0.1Hz；输出波形畸变率：≤1.0％；输出电压不稳定度：≤1.0％；局部放电量：≤50pC。2、试验变压器2额定容量：≥600kVA；额定电压：60/0.4kV或55/0.35kV；额定频率：100Hz；相数：单相；极性：I，I0；局部放电量：在额定电压下，高压端子的局部放电量≤50pC。3、补偿电抗器3额定电压：50kV；额定电流：≥60A；额定频率：100Hz；饱和特性：在0％～100％额定电压时，其伏安特性为线性；局部放电量：在额定电压下，局部放电量≤50pC。4、其它部件均为功能仪器。本发明还提供一种交流特高压主变调变联合局部放电试验方法，其采用上述试验系统来完成交流特高压主变调变现场联合局部放电试验，具体步骤为：步骤一、连接变频电源1、试验变压器2、补偿电抗器3、电容分压器4、局部放电检测系统5，以及试验对象交流特高压主体变压器7和调压补偿变压器6，形成交流特高压主变调变现场联合局部放电试验回路；步骤二、在交流特高压主体变压器7高压侧、中压侧、低压侧和调压补偿变压器6高压侧4个局放测量端进行脉冲校准，并记录相互间的局放传递比关系；步骤三、对交流特高压主变调变现场联合局部放电试验回路进行加压和局放测量，加压程序如图2所示：交流特高压主体变压器7高压侧预加(激磁)电压U1＝952.7kV，调压补偿变压器6高压侧预加(激磁)电压U1＝173.2kV，试验频率≥100Hz时，加压时间T＝100×60/fs；试验频率<100Hz时，T＝60s。交流特高压主体变压器7高压侧局放测量电压U2＝825.6kV，调压补偿变压器6高压侧局放测量电压U2＝150.1kV，加压时间60min；交流特高压主变电压U3＝698.6kV，调压补偿变压器电压U3＝127.0kV。本发明为了与交流特高压主变的绝缘考核相匹配，调压补偿变压器6的施加电压较其单独试验时大大增加，局放测量电压由109.1kV提高至150.1kV，且加大了调变的绝缘考核力度，使调变的绝缘考核更加科学和全面。交流特高压主变单独局放试验时，低压侧预加压即试验设备输出电压一般为173.2kV，本发明采用本体变和调变联合局放试验，由于两级升压，只需对调变调压补偿变压器6施加电压45.6kV(以荆门站交流特高压变压器为例)，因此试验变压器2的输出电压从173.2kV降到45.6kV，从而使试验电压得到更加容易，使变频电源、补偿电抗器等试验设备极大简化，节约了试验成本。如图2所示，施加试验电压时，在不大于U2/3的电压下接通电源；上升到U3，保持5分钟，记录放电量值；无异常则上升电压到U2，保持5分钟，记录放电量值；无异常再上升电压到U1，保持T秒；然后，立即不间断地降低电压到U2，保持60min，进行局部放电测量，在此期间，每5分钟记录一次放电量值；再降低电压到U3，保持5分钟，记录放电量值；最后降低电压到U2/3以下时切断电源，试验结束。步骤四、如局放测量结果异常，根据“四端测量－四端校准”局部放电定位法等多种方法进行分析和判断。本发明的优点和积极效果：本发明中调压补偿变压器压器既是试验对象，又充当试验变压器的作用；交流特高压主变压器和调压补偿变压器压器同时达到局放试验电压，局部放电检测系统同时完成交流特高压主变和调压补偿变压器的局部放电测量，交流特高压主变和调变现场局部放电试验一次完成，使试验程序极大简化，提高了工作效率；试验设备所需施加电压大大降低，得到试验电压更加容易，使变频电源、补偿电抗器等试验设备极大简化，节约了试验成本；加大了调变的绝缘考核力度，使调变的绝缘考核更加科学和全面；试验时交流特高压主变与调压补偿变的电气连接线不用拆除，降低了现场工作量，提高了工作效率。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。