倒置式電流互感器帶電取油樣裝置的研制

林 敏，陳 豪

（杭州市電力局，杭州 310009）

近年來(lái)，油浸倒置式電流互感器在電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，杭州電力局運(yùn)行中的110 kV及以上電壓等級(jí)的倒置式電流互感器就達(dá)1 700余臺(tái)。但是，由于倒置式電流互感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，取樣工作的安全凈距嚴(yán)重不足，導(dǎo)致一直未能開(kāi)展帶電取油樣工作，油色譜分析時(shí)只能定期停電取油樣。如果要對(duì)油色譜數(shù)據(jù)異常的設(shè)備進(jìn)行跟蹤取樣，將導(dǎo)致設(shè)備頻繁停電。因此，為掌握倒置式電流互感器的設(shè)備狀態(tài)，研制倒置式電流互感器帶電取油樣裝置，實(shí)現(xiàn)帶電取樣，對(duì)實(shí)現(xiàn)真正意義上的狀態(tài)檢修、落實(shí)“非應(yīng)修不修”的檢修原則具有深遠(yuǎn)意義。

1 倒置式電流互感器取油樣方式現(xiàn)狀

由于狀態(tài)檢修的需要，必須對(duì)倒置式電流互感器TA在運(yùn)行狀態(tài)下作取樣分析。但限于目前倒置式TA的安裝條件，無(wú)法進(jìn)行帶電取樣，所以必須對(duì)倒置式TA取樣口進(jìn)行改造，以滿足帶電取油樣的工作要求。因倒置式TA使用性能優(yōu)越，目前在新變電站使用較多，在變電站設(shè)備改造中也有廣泛使用。為此對(duì)相關(guān)變電站采用的各種典型倒置式TA設(shè)備進(jìn)行調(diào)查，相關(guān)信息見(jiàn)表1。

1.1 220 kV產(chǎn)品

江蘇精科廠生產(chǎn)的220 kV倒置式TA如圖1所示。調(diào)查發(fā)現(xiàn)該型設(shè)備取樣口設(shè)在面向閘刀一側(cè)，在閘刀與TA的中間進(jìn)行采樣，其安全距離明顯不夠，因?yàn)殚l刀的中心面與TA中心面的垂直距離僅為3 m，在它們中間架設(shè)雙梯采樣不符合安全要求。

上海MWB互感器有限公司生產(chǎn)的TA如圖2所示，其結(jié)構(gòu)比較特殊，油箱設(shè)在頂部，取樣口到瓷套底部距離最大不超過(guò)20 cm，又因TA采樣接口形式比較特殊，工作人員在采樣時(shí)頭部將超過(guò)瓷套底部一定的高度，如帶電取樣則安全無(wú)法保證。

圖1 江蘇精科廠生產(chǎn)的220 kV倒置式TA

1.2 110 kV產(chǎn)品

110 kV江蘇精科廠及上海MWB廠生產(chǎn)的110 kV倒置式TA產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的220 kV產(chǎn)品相似，同樣存在結(jié)構(gòu)問(wèn)題。精科廠產(chǎn)品在設(shè)備布置上，閘刀的中心面與TA中心面的垂直距離更小，約為2 m，且取樣平面正好是閘刀的突出部位，安全距離更小，不可能進(jìn)行帶電取樣。

圖2 上海MWB互感器有限公司生產(chǎn)的220 kV倒置式TA

2 倒置式TA取油樣死體積的影響

在倒置式TA采樣過(guò)程中，其采集管路的死體積取決于采樣接口的形式。例如：上海MWB公司的產(chǎn)品因其取樣接口比較特殊，死體積較大，并且存在無(wú)法沖凈的窩油區(qū)域，故油樣損失大于接口的死體積。其他廠家的倒置式TA也有類似情況，但因接口較小，死體積也略小一些。即使將倒置式TA的取樣口引下，改成針筒取樣閥，但仍存在一定的死體積。

圖3比較了上海MWB公司產(chǎn)品采樣接口采樣和引下采樣這2種采樣方式死體積的大小。

從圖3中可見(jiàn)，如倒置式TA采用引下采樣方式，其取樣裝置油樣通道內(nèi)徑均為3 mm，則采樣接口引下2 m會(huì)產(chǎn)生約14 mL的死油區(qū)，比目前廠家提供的取樣裝置產(chǎn)生的死油區(qū)少9 mL，完全滿足取油樣的要求。

表1 部分變電所倒置式TA調(diào)查信息匯總

圖3 倒置式TA取樣裝置死體積計(jì)算

3 帶電取樣裝置研制

為達(dá)到不停電取油樣的目的，并避免高空取樣作業(yè)，確保工作人員的安全，提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性，研制了一種倒置式TA帶電取油樣裝置，由倒置式TA取油樣口連接裝置、連接管和取油樣閥門構(gòu)成。裝置結(jié)構(gòu)原理如圖4所示。

圖4 帶電取樣裝置結(jié)構(gòu)

2010年12月2日，浙江省第一套互感器帶電取樣裝置在220 kV祝橋變電站祝城1251線的TA上安裝投入，填補(bǔ)了倒置式TA帶電取油樣項(xiàng)目的國(guó)內(nèi)空白。

應(yīng)用該帶電取油裝置后，徹底解決了困擾電力系統(tǒng)多年的倒置式TA必須停電取樣的問(wèn)題，使互感器取油樣工作的效率和安全性都得到了極大的提高，為進(jìn)一步深化互感器狀態(tài)檢修打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 油樣色譜數(shù)據(jù)分析

為證實(shí)倒置式TA取油樣引下裝置所取油樣能真實(shí)反映設(shè)備狀態(tài)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室模擬平臺(tái)及變電站內(nèi)已安裝取樣引下裝置的TA進(jìn)行了比對(duì)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下。

4.1 實(shí)驗(yàn)室模擬平臺(tái)油樣對(duì)比

利用1只倒置式TA底座和取油樣引下裝置搭建高約2.5 m的模擬平臺(tái)，油樣取自古蕩變電站2號(hào)主變壓器。油樣在互感器底座靜置約15天后，在引下裝置取樣口分別取出2針50 mL油樣，同時(shí)在互感器底座處也取出50 mL油樣，色譜分析數(shù)據(jù)如表2所示。

從表2可以看出，引下裝置取樣口第二針油樣和互感器底座處油樣的色譜數(shù)據(jù)基本吻合，而引下裝置取樣口第一針的油樣除氫氣稍大外，其他數(shù)據(jù)也基本吻合。

4.2 變電站現(xiàn)場(chǎng)油樣對(duì)比

2010年12月2日，在祝橋變電站祝城1251線的TA上安裝了取油樣引下裝置，并分別于2011年2月18日和2011年4月1日進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。取樣時(shí)分別取2針50 mL油樣，并與2007年9月28日該組TA的色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，具體色譜數(shù)據(jù)如表3，4，5所示。

從表3，4，5可以看出，2007年9月28日的色譜數(shù)據(jù)與2011年2月18日和2011年4月1日第二針油樣的色譜數(shù)據(jù)較為吻合；第一針油樣的氫氣普遍偏大，其他色譜數(shù)據(jù)則較為吻合。

表2 模擬平臺(tái)色譜數(shù)據(jù)μL/L

表3 祝橋變電站祝城1251線TA A相色譜數(shù)據(jù) μL/L

表4 祝橋變電站祝城1251線TA B相色譜數(shù)據(jù) μL/L

表5 祝橋變電站祝城1251線TA C相色譜數(shù)據(jù) μL/L

由以上試驗(yàn)可知，對(duì)安裝取油樣引下裝置的互感器，取油樣時(shí)需放掉約50 mL油，之后取出的油樣方能真實(shí)反映設(shè)備狀態(tài)。

5 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)專用取樣接口和下引裝置取樣所需的耗油量計(jì)算，表明采取下引的方法并不會(huì)增加油量的消耗。

（2）取樣口下引的方法解決了倒置式TA無(wú)法帶電取樣的問(wèn)題，同時(shí)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安全性和可操作性評(píng)估，高度約4 m的倒置式TA可下引2 m，其余高度的TA建議下引1 m，這樣既能保證使用時(shí)的安全性，取樣時(shí)也更為便利。

[1]DL/T 596-1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程[S]．北京：中國(guó)電力出版社，1997.

[2]操敦奎．變壓器油中氣體分析診斷與故障檢查[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2005．

[3]DL/T 722-2000變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則[S].北京：中國(guó)電力出版社，2001.