±800kV高端换流变现场长时感应耐压试验（ACLD）研究 |
| 2012-08-27 11:16 作者：段 晖 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网8月27日消息 《硅谷》杂志2012年第14期刊文称，对±800kV高端换流变压器现场长时感应耐压试验（ACLD）进行研究，分析在工作电压下绝缘老化的主要原因，阐述高端换流变压器的技术结构、现场长时感应耐压带局放试验的原理及方法、局放测量展现干扰分析与应对措施。
伴随国民经济的高速发展，超（特）高压直流输电技术日益成为电网长距离大容量功率输送首选方式，换流变压器作为其重要组成部分，其运行状态决定着整条直流输电系统的安全与可靠性。而绝缘水平作为衡量换流变压器性能的最基本指标，在高端换流变压器，因其本身技术特点和复杂性，现场长时感应耐压局部放电的检测能够更灵敏、更真实地反映其内部的绝缘状况与缺陷，最大程度上预防潜伏性和避免突发性事故的发生，是检测变压器绝缘性能的有效方法之一。
1高端换流变现场长时感应耐压试验
1.1高端换流变技术特点
特高压高端换流变压器的外形尺寸通常由换流变压器的技术性能参数和结构确定，其中，换流变压器阀侧引线结构对尺寸的影响很大，受运输限制，高端换流变压器阀侧套管均采用了插拔式安装，结构十分紧凑，因此也造成高端换流变压器阀侧引线与线圈的接口十分复杂，给现场试验安全环节带来了极大的困难与安全隐患。
在特高压换流变压器绝缘设计方面，其网侧绕组的主、纵绝缘结构与常规直流类似，绝缘设计的关键在于阀侧绕组的主、纵绝缘结构。在现场实际运行中，换流变压器与普通变压器也存在不同。表现在除承受雷电冲击电压、交流电压和操作过电压外，换流变压器阀侧绕组通常还需承受直流电压、交直流混合电压和潮流发生反转时的极性反转电压。因此从提高换流变压器安全性角度出发，高端换流变阀侧绕组采用了全绝缘方式，但另一方面，也因此导致网侧绕组的匝间或对地电容量均较大，对现场感应耐压试验的电源容量要求较大。
1.2高端换流变现场ACLD标准及原理
对于高端换流变现场长时感应耐压试验试验，目前普遍采用《电力变压器第3部分绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》（GB1094.3-2003）及《电力设备局部放电现场测量导则》（DL417-1991）作为试验标准引用依据。
高端换流变因其内在构造与绝缘设计复杂性，存在的绝缘薄弱点，在一定的外施电压作用下，这些绝缘薄弱点会首先发生放电现象，但是并不意味着整个绝缘贯穿性的击穿，这就是局部放电，随着局部放电不断发展，就会加速绝缘的老化和破坏，降低绝缘的使用寿命，因此，工作电压下的局部放电是使绝缘老化并发展到击穿的重要原因，常规高电压绝缘试验，其所施加的试验电压值，只是考核了产品能否经受住长期运行中所可能受到的各种过电压的作用。但是，考虑到这种过电压值的试验与运行中工况电压之间并没有固定的关系，经受住了过电压试验的产品，能否在长期工作电压作用下保证安全运行成为一个急需解决的问题。目前，采用局部放电试验是变压器出厂和现场按照后的一项十分重要的考查项目，来其监测变压器的视在放电量，考核产品绝缘长期运行的性能，得到一致的认可。
伴随局部放电同时还产生了声、光、电及脉冲等物理现象与信号，因此可采用不同的方法和手段来检测设备局放放电的位置与程度。通常脉冲电流法，主要是测量换流变的视在放电量，一般适用于出厂试验和现场交接试验中；而超声局放主要是针对在局部试验不合格变压器的故障查找和定位中。
1.3高端换流变现场局放抗干扰措施
换流变压器的现场局部放电测试和常规交流变压器存在较大差别，其中最主要差别是现场局部放电干扰源较交流变压器更加复杂，与换流变压器阀侧连接着的是由可控硅组成的脉冲整流电路，在换流站地网的耦合作用下，脉冲干扰信号也会通过地网在我们交流局放试验回路中产生很高的干扰，这是在换流站现场进行交流局部放电试验面临的主要困难。
首先需要准备识别干扰类型，常见出现在局部放电测量中的干扰信号有多种多样，按干扰源分类可分为现场空间电磁波辐射、接地回路、外部放电、测试仪器等，按其信号时域波形特征可分为脉冲型、连续的周期性和白噪，而按频带可分为窄带和宽带两种类型干扰，同时在干扰传导路径上也有感应、传导、辐射等多种方式，因此必须采取不同的针对性措施进行屏蔽，才能有效达到抗干扰的目的，在抗干扰处理步骤上又以划分为干扰源消除阶段、切断干扰通道和干扰信号的后处理三种方法。
常见的比如因试验系统本身不合理引起的各种干扰，可通过改进系统布局、优化电路设计、增加屏蔽措施等加以消除；对被试换流变各侧套管及法兰处沉积气体排空；检查测试回路各部分连接状况，对可能引起电场较大畸变的部位进行适当处理，避免局部电场集中尖端放电；坚持试验测试回路一点接地的原则，检查地线连接消除地网中杂散电流对测试信号的影响；对被试变压器附近可能电位悬浮的导体均应可靠接地，防止杂散电容耦合产生放电；同时增加电源滤波还可以抑制由电源带来的干扰；在切断传播途径上，对局放测试仪器加以屏蔽，也可以抑制因空间耦合造成的干扰，对于其他已经通过测量传感器进入局放测试系统的干扰信号，则需要通过各种硬件和软件滤波的方法，进行干扰的后处理来抑制。
现场试验时干扰成分很复杂，排除干扰应尽量从其产生根源着手，在使用测量仪器的抗干扰技术时应十分谨慎，尤其是数字滤波、抗静态干扰、抗动态干扰等功能时应充分验证其鉴别干扰和局放信号的能力，防止误将局放信号当成干扰信号给排除掉，否则会严重影响局放测量的准确性。
1.4高端换流变现场长时感应耐压试验方法
高端换流变压器目前常用的现场长时感应耐压试验方法有阀侧绕组加压和试验套管加压两种加压方式。从减少施工环节以及安全风险角度考虑，常采取对阀侧绕组直接加压方式下的高端换流变现场ACLD试验带局部放电测量方法。依照GB1094-2003《电力变压器》规定的试验接线，HD换流变采用阀侧绕组励磁、双边加压的方式，而HY换流变采用阀侧绕组励磁、单边加压的方式。
高端换流变现场进行感应耐压时可以等效为一个电容器及带有铁芯的电感线圈的并联，换流变绕组的电感与分布电容构成了电感电容的并联电路。试验中一般采取电源频率的方式为150Hz-250Hz，但这也对试验装置无功提出很高的要求，除此之外还需计算出试验装置容量，主要是通过分析被试换流变的绕组对地及匝间电容、铁损、励磁无功功率以得到，同时高端换流变进行感应耐压试验在试验之前需对试验电压、补充电抗器容量以及激发试验时间以及试验装置分别进行计算，以满足试验要求。
根据大量计算分析，按照HY换流变试验装置选择的试验装置水平能满足HD换流变阀侧加压方式下试验要求，在试验之前，需根据《变压器绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》（GB1094.3-2003）要求制定严格的试验步骤，需特别指出ACLD带局放测量试验主要考核变压器主绝缘和匝间绝缘，因此一般在额定分接位置下进行，但也许要针对现场试验仪器情况合理选择档位，在试验过程中应对试验电压变化趋势、放电量水平、波形特点及相位等情况进行关注与分析。
2结论
综上所述高端换流变长时感应耐压带局放测量试验能有效对其长时工作电压下绝缘性能进行考核，但在感应耐压试验带局放测量试验过程中，易出现局放干扰源干扰，可采用了变频电源技术、电源滤波，抑制电源干扰，合理选择局放探头提高灵敏度，改进测量回路接线与接地方式、数字滤波及开窗功能等方式，消除杂散电容与电场畸变，从而抑制了现场干扰措施，确保试验结果的准确性。
作者简介：
段晖（1979-），女，硕士，工程师，现就职于广州粤能电力科技开发有限公司工程部，（原文载于《硅谷》杂志2012年第14期，硅谷网及《硅谷》杂志版权所有，未经允许禁止转载） |
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