CN102193051A - 一种1000kV交流特高压变压器现场局部放电试验装置及方法 - Google Patents
一种1000kV交流特高压变压器现场局部放电试验装置及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种1000kV交流特高压变压器现场局部放电试验装置，包括异步电动机(1)、无刷中频同步发电机(2)、第一级中间试验变压器(3)、特高压变压器(4)、补偿电抗器(5)及局部放电测试仪(6)，所述特高压变压器包括调节补偿变压器(42)及主体变压器(44)。本发明所述试验装置通过所述第一级中间试验变压器(3)及所述特高压变压器(4)的调节补偿变压器(42)对中频发电机组输出的电压升压后给所述特高压变压器(4)的主体变压器(44)提供试验电源，然后通过所述局部放电测试仪(6)进行分析，同时利用所述补偿电抗器(5)对所述第一级中间试验变压器(3)进行补偿，可实现对特高压变压器(4)的局部放电试验。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，具体是一种1000kV交流特高压变压器现场局部放电试验装置及方法。
背景技术
国家电网公司1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程，是中国首个特高压交流输变电工程。1000kV特高压电力变压器是该工程的核心设备之一，为检查长途运输和现场安装后设备的绝缘状态，根据国家电网公司《1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程电气设备交接试验标准》等技术规范的要求，1000kV交流特高压变压器在现场安装完成后必须进行绕组连同套管的感应电压试验带局部放电试验。
1000kV交流特高压电力变压器的现场局部放电试验在国内外尚属首次，基于特高压变压器的分体式结构，现场分别对特高压变压器的本体(电压等级：1000kV)和调压补偿变(电压等级：110kV)进行局部放电试验，技术难度很大：
1.特高压变压器本体试验电压高，要求现场试验设备的电压高；2.特高压变压器本体单台容量大、空载损耗大，要求补偿电抗器容量大、试验用机组和试验变压器容量大；3.交接试验标准要求高，要求试验装置和回路自身局部放电量小；4.现场试验环境差，影响因素多，极易对局部放电试验结果造成影响。
发明内容
本发明提供一种1000kV交流特高压变压器现场局部放电试验装置及方法，可实现对特高压变压器的局部放电试验。
本发明实施例提供一种1000kV交流特高压变压器现场局部放电试验装置，包括异步电动机、无刷中频同步发电机、第一级中间试验变压器、特高压变压器、补偿电抗器及局部放电测试仪，所述特高压变压器包括调节补偿变压器及主体变压器，所述异步电动机与所述无刷中频同步发电机连接组成中频发电机组，输出连续可调的电压供给所述第一级中间试验变压器进行升压，将升压后的电压提供给所述特高压变压器的调节补偿变压器进行升压给所述特高压变压器的主体变压器提供试验电源，然后通过所述局部放电测试仪进行分析；所述补偿电抗器与所述特高压变压器的补偿变压器连接，补偿试验回路的无功电流，确保所述无刷中频同步发电机的负载为感性。
本发明实施例还提供一种1000kV交流特高压变压器现场局部放电试验方法，包括
通过异步电动机与无刷中频同步发电机输出连续可调的电压给第一级中间试验变压器进行升压；
利用特高压变压器的补偿变压器作为第二级中间试验变压器，对所述第一级中间试验变压器升压后的电压进行再次升压后提供给所述特高压变压器的的主体变压器，为所述特高压变压器的主体变压器提供试验电源；
设置与所述特高压变压器的补偿变压器连接的补偿电抗器，补偿试验回路的无功电流，确保所述无刷中频同步发电机的负载为感性；
将所述特高压变压器的各级别电压套管末屏的信号传送至局部放电测试仪中进行试验分析。
本发明实施例通过所述第一级中间试验变压器及所述特高压变压器的调节补偿变压器作为第二级中间试验变压器对中频发电机组输出的电压升压后给所述特高压变压器的主体变压器提供试验电源，然后通过所述局部放电测试仪进行分析，同时利用所述补偿电抗器对所述第一级中间试验变压器进行补偿，可实现对特高压变压器的局部放电试验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图所简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明1000kV交流特高压变压器现场局部放电试验装置的结构示意图；
图2是本发明1000kV交流特高压变压器现场局部放电试验方法的流程示意图。
其中：
1-异步电动机；2-无刷中频同步发电机；3-第一级中间试验变压器；4-特高压变压器；5-补偿电抗器；6-局部放电测试仪；7-电容分压器；42-调节补偿变压器；44-主体变压器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1所示为本发明实施例试1000kV交流特高压变压器现场局部放电试验装置的结构示意图，所述试验装置包括异步电动机1、无刷中频同步发电机2、第一级中间试验变压器3、特高压变压器4、补偿电抗器5及局部放电测试仪6。所述特高压变压器4为分体式结构，包括调节补偿变压器42及主体变压器44。
所述异步电动机1与所述无刷中频同步发电机2连接组成中频发电机组，本发明实施例采用250Hz/800kVA中频发电机组作电源，输出0～1200V连续可调的电压，供给所述第一级中间试验变压器3。
所述第一级中间试验变压器3与所述特高压变压器4的调节补偿变压器42连接，所述调节补偿变压器42作为第二级中间试验变压器。所述第一级中间试验变压器3将所述异步电动机1与所述无刷中频同步发电机2输出的电压进行升压，然后提供给所述特高压变压器4的调节补偿变压器42的调压绕组供电。所述调节补偿变压器42作为第二级中间试验变压器，其低压绕组给所述主体变压器44供电。
由于所述特高压变压器4在250Hz下为容性，为保证所述无刷中频同步发电机2的负载为感性，所述补偿电抗器5对所述第一级中间试验变压器3的高压侧进行无功电流补偿，确保所述无刷中频同步发电机2的负载为感性。
在所述特高压变压器4的高、中、低压套管末屏取信号，通过电缆传送到所述局部放电测试仪6进行分析。
本发明实施例所述试验装置通过所述第一级中间试验变压器3及所述特高压变压器4的调节补偿变压器42作为第二级中间试验变压器对中频发电机组输出的电压升压后给所述特高压变压器4的主体变压器44提供试验电源，然后通过所述局部放电测试仪6进行分析，同时利用所述补偿电抗器5对所述第一级中间试验变压器3进行补偿，可实现对特高压变压器4的局部放电试验。
本发明实施例所述试验装置还可包括电容分压器7，所述电容分压器7与所述第一级中间试验变压器3连接，用于监视所述第一级中间试验变压器3对所述中频发电机组输出的电压升压后的电压，如果监视出电压不合适，则可通过设置所述无刷中频同步发电机2的参数进行调节。
另外，本发明实施例还可在现场使用紫外成像仪查找电晕放电点，进行有针对性的屏蔽，如在箱沿和升高座法兰处加装均压环。
另外，本发明实施例还可采用超声定位仪对被试变压器进行监测，以判断放电来源。
本发明具有以下优点和积极效果：
①首次在国内外成功、高质量地完成了1000kV特高压电力变压器的现场局部放电试验；
②试验表明，整套试验装置具有自身局部放电量小、输出波形好、调压平稳、被试品适应能力强(电抗器补偿电流(0-70)A可调节)、安全可靠的特点；
③在补偿电抗器补偿容量基本不变的情况下，取消了高电压中间试验变压器的采用；
错误！未找到引用源。调压补偿变高低压之间的局放信号传递比为50以上，可有效较少试验回路对特高压变压器局放测量的影响；
错误！未找到引用源。试验中采取的多项现场抗干扰措施，有效地减少了外部环境和试验回路对局部放电测量结果的影响，确保了测量结果的准确性；
错误！未找到引用源。对特高压变压器和其他特大型变压器的现场局部放电试验具有指导意义，能满足目前国内所有电力变压器现场局部放电试验的要求。
本发明实施例所述试验装置中各装置具体参数可进行如下设置，可以理解的，此仅为本发明的一个实施例，并不能用来进行限制本发明权利要求的范围。
1、异步电动机1、无刷中频同步发电机2
采用250Hz/800kVA中频发电机组作电源，输出电压0～1200V连续可调，供给第一级中间试验变压器3。参数如下：
额定容量：800kVA
额定电压：1035V(相电压598V)
额定频率：250Hz(同步)
功率因数：≤0.5(滞后)
相数：三相(可两相或单相输出)
出线方式：6端引出
接线方式：可连接成△、Y、V、Z形
波形畸变率：≤3％
绝缘等级：定子F级，转子F级
运行方式：允许满负荷运行60min
额定转数：1500r/min(同步)
电压调整范围：10～100％额定电压
2、第一级中间试验变压器3
经第一级中间试验变压器3升压后给调压补偿变压器42的调压绕组供电。参数如下：
型号：YD-400
频率：250/50Hz
出厂序号：400Y01、02、03
容量：400/200kVA
设备种类：户外
冷却方式：ONAN
电压：高压(伏)48000/24000
低压(伏)400/200
电流：高压(安)8.3
低压(安)1000
仪表电压(伏)200/100
连续使用时间：2小时
局部放电量：1.3Ue＜50pc
温升：2小时不大于55℃
3、补偿电抗器5
在第一级中间试验变压器3的高压侧采用补偿电抗器5进行补偿，确保无刷中频同步发电机2的负载为感性。
补偿电抗器5参数如下：
额定电压：35kV
额定电流：25A、10A、5A
额定容量：875kVar(5台)、350kVar(8台)、175kVar(10台)
最高工作电压：52.5kV
最大工作电流：37.5A、15A、7.5A
线性度：在0％-150％额定电压时，其伏安特性为线性
局部放电量：在最高工作电压，高压端子的局部放电量≤100pC
4、其它功能部件均为常用件。
图2所示为本发明实施例试1000kV交流特高压变压器现场局部放电试验方法的流程示意图，所述方法包括：
步骤22：通过异步电动机与无刷中频同步发电机输出连续可调的电压给第一级中间试验变压器进行升压。
具体的，可通过异步电动机与所述无刷中频同步发电机连接组成中频发电机组，本发明实施例采用250Hz/800kVA中频发电机组作电源，输出0～1200V连续可调的电压，供给所述第一级中间试验变压器。
步骤24：利用特高压变压器的补偿变压器作为第二级中间试验变压器，对所述第一级中间试验变压器升压后的电压进行再次升压后提供给所述特高压变压器的的主体变压器，为所述特高压变压器的主体变压器提供试验电源。
步骤26：设置与所述特高压变压器的补偿变压器连接的补偿电抗器，补偿试验回路的无功电流，确保所述无刷中频同步发电机的负载为感性。
步骤28：将所述特高压变压器的各级别电压套管末屏的信号传送至局部放电测试仪中进行试验分析。
本发明实施例通过所述第一级中间试验变压器及所述特高压变压器的调节补偿变压器作为第二级中间试验变压器对中频发电机组输出的电压升压后给所述特高压变压器的主体变压器提供试验电源，然后通过所述局部放电测试仪进行分析，同时利用所述补偿电抗器对所述第一级中间试验变压器进行补偿，可实现对特高压变压器的局部放电试验。
本发明实施例所述试验方法还可包括：
步骤29：设置与所述第一级中间试验变压器连接的电容分压器，用于监视所述第一级中间试验变压器对所述中频发电机组输出的电压升压后的电压。如果监视出电压不合适，则可通过设置所述无刷中频同步发电机的参数进行调节。
可以理解的是，本发明实施例所述试验方法还可以包括：
在现场使用紫外成像仪查找电晕放电点，进行有针对性的屏蔽，如在箱沿和升高座法兰处加装均压环；
采用超声定位仪对被试变压器进行监测，以判断放电来源。
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，任何梳理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。
Claims (8)
1.一种1000kV交流特高压变压器现场局部放电试验装置，其特征在于：包括异步电动机(1)、无刷中频同步发电机(2)、第一级中间试验变压器(3)、特高压变压器(4)、补偿电抗器(5)及局部放电测试仪(6)，所述特高压变压器包括调节补偿变压器(42)及主体变压器(44)，所述异步电动机(1)与所述无刷中频同步发电机(2)连接组成中频发电机组，输出连续可调的电压供给所述第一级中间试验变压器(3)进行升压，将升压后的电压提供给所述特高压变压器(4)的调节补偿变压器(42)进行升压给所述特高压变压器(4)的主体变压器(44)提供试验电源，然后通过所述局部放电测试仪(6)进行分析；所述补偿电抗器(5)与所述特高压变压器(4)的补偿变压器(42)连接，补偿试验回路的无功电流，确保所述无刷中频同步发电机的负载为感性。
2.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：还包括电容分压器(7)，所述电容分压器(7)与所述第一级中间试验变压器(3)连接，用于监视所述第一级中间试验变压器(3)对所述中频发电机组输出的电压升压后的电压。
3.如权利要求2所述的试验装置，其特征在于：如果所述电容分压器(7)监视出电压不合适，则通过设置所述无刷中频同步发电机(2)的参数进行调节。
4.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：利用紫外成像仪查找电晕放电点，在查找出的电晕放电点处设置屏蔽装置。
5.一种1000kV交流特高压变压器现场局部放电试验方法，其特征在于：
通过异步电动机与无刷中频同步发电机输出连续可调的电压给第一级中间试验变压器进行升压；
利用特高压变压器的补偿变压器作为第二级中间试验变压器，对所述第一级中间试验变压器升压后的电压进行再次升压后提供给所述特高压变压器的的主体变压器，为所述特高压变压器的主体变压器提供试验电源；
设置与所述特高压变压器的补偿变压器连接的补偿电抗器，补偿试验回路的无功电流，确保所述无刷中频同步发电机的负载为感性；
将所述特高压变压器的各级别电压套管末屏的信号传送至局部放电测试仪中进行试验分析。
6.如权利要求5所述的试验方法，其特征在于：还包括
设置与所述第一级中间试验变压器连接的电容分压器，用于监视所述第一级中间试验变压器对所述中频发电机组输出的电压升压后的电压。
7.如权利要求6所述的试验方法，其特征在于：如果所述电容分压器监视出电压不合适，则通过设置所述无刷中频同步发电机的参数进行调节。
8.如权利要求5所述的试验方法，其特征在于：利用紫外成像仪查找电晕放电点，在查找出的电晕放电点处设置屏蔽装置。
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