對氧化鋅避雷器帶電測量數(shù)據(jù)的分析與修正

李國正， 葉 輝， 劉祖高

(二灘水力發(fā)電廠，四川攀枝花 617000)

對氧化鋅避雷器帶電測量數(shù)據(jù)的分析與修正

李國正， 葉 輝， 劉祖高

(二灘水力發(fā)電廠，四川攀枝花 617000)

通過對氧化鋅避雷器帶電測量的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間存在某些趨勢，指出了相間干擾會導(dǎo)致阻性電流產(chǎn)生誤差，提出了一種修正的方法，并以實際算例證明了該方法的正確性。

氧化鋅避雷器；帶電測量；阻性電流；相間干擾；修正

1 概述

由于氧化鋅避雷器(MOA)內(nèi)部沒有串聯(lián)間隙，氧化鋅電阻片不僅要受到瞬時性雷擊和操作過電壓的沖擊，還要長期承受運行電壓，使得其閥片長期有小電流，并由此引起老化、熱穩(wěn)定等問題。因此，一定電壓下阻性泄漏電流Ir的大小可以作為MOA性能狀態(tài)的特征量，反映其功率損耗的大小以及熱老化程度。

但在某些實際情況下，需要在帶電的情況下對MOA進(jìn)行檢測?！耙弧弊中团帕械腗OA在進(jìn)行帶電檢測時，由于鄰線電壓較高，相間雜散電容對測試數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾，使之與實際運行情況產(chǎn)生偏差，難以真實地反映MOA的真實運行狀況。有資料顯示，電壓等級越高，MOA帶電測量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率越低。

2 試驗接線、原理和數(shù)據(jù)分析

出線場500 kV MOA進(jìn)行帶電測試采用的儀器均為HD－Z10A氧化鋅避雷器泄漏電流測試儀，其可以準(zhǔn)確測量運行狀態(tài)下各相MOA的全電流Ix、容性電流Ic、阻性電流Ir、基波阻性電流Ir1、功率角φ和功率損耗P。試驗接線:單相電壓信號通過CVT的二次端子取得，泄漏電流信號通過在避雷器底部串入測試儀采集。試驗原理:帶電狀態(tài)下測得MOA全電流與該相電壓的值以及功率角φ，將全電流 I·x投影到電壓U·向量軸上，對所測得的阻性電流Ir根據(jù)FFT級數(shù)原理對Ir進(jìn)行分析，得到基波電流值Ir1。試驗測得的數(shù)據(jù)結(jié)果見表1。

表1 500 kV線路避雷器帶電測量數(shù)據(jù)表

分析表1及圖1，在五組同間隔的三相MOA中均存在下列現(xiàn)象:

(1)電壓值有一定差別，最大相間電壓偏差為4．3%，這是由于線路負(fù)荷不同造成的。(2)Ic占Ix中的比重較大，Ir所占比重較小。(3)Ix與Ic趨勢相同且均為B相最?。籌r與Ir1趨勢相同，且A＞B＞C。

圖1 500 kV線路避雷器帶電測量各電流趨勢圖

(4)功率角φ:A＜B＜C；而功率損耗:A＞B＞C。

Ⅴ組與Ⅰ～Ⅳ組在各項數(shù)據(jù)上量值差別較大，這是由于Ⅴ線路開始時為備用出線，晚9 a時間投入使用。之所以會在五組測量數(shù)據(jù)中普遍存在上述現(xiàn)象，筆者試圖從同間隔鄰相間的電磁干擾予以解釋說明。

3 理論論證

3．1 無相間電磁干擾

由于同間隔的MOA均屬同一批次，且其工作的大環(huán)境相同。我們假設(shè)每條線路三相的負(fù)荷性質(zhì)及大小相近，在無相間電磁干擾時，我們可以認(rèn)為各相MOA帶電測量各數(shù)據(jù)是相近的，平衡度應(yīng)較高，不應(yīng)出現(xiàn)上述趨勢性現(xiàn)象，如圖2所示。

圖2 無電磁干擾時MOA各相電流關(guān)系向量圖

3．2 存在鄰相電磁干擾

此種情況下，由于鄰相MOA間隔不夠大，電壓、電流值較大，受電磁干擾的影響會通過相間雜散電容在鄰相間產(chǎn)生一定的容性電流，此電流超前線電壓90°。通過雜散電容產(chǎn)生的容性電流會使MOA各電流關(guān)系發(fā)生一定的偏差。

圖3 存在鄰相電磁干擾時MOA各相電流關(guān)系向量圖

遂對A相進(jìn)行分析，此時只考慮同間隔鄰相的影響，對B、C相同理進(jìn)行分析。由于電磁干擾，A、B相之間的雜散電容有電流流過超前電壓通過矢量合成，，由此使得A相測試數(shù)據(jù)IAx矢量方向改變，減小增大，功率角減小ΔφA。分析B相:由于A、C兩相對B相都有雜散電容的影響，即同時存在CAB、CCB，但兩者在Br方向上的分量相互抵消，在BC方向上的分量與BC相反。因此IBC、IBr減小，無變化，ΔφB≈0°。分析C相:受電磁干擾，B、C相間的雜散電容有電流此電流超前電壓根據(jù)矢量合成可得由此使得C相測試數(shù)據(jù)ICx矢量方向改變，ICc減小，ICr減小，功率角ΔφC增大。

上述分析結(jié)果與實際測試中出現(xiàn)的趨勢性現(xiàn)象相吻合，在矢量圖上表示為圖3。

3．3 采用修正角對其進(jìn)行修正

若要掌握MOA的真實狀態(tài)，需要對帶電測得的A、C相數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，消除鄰相電磁干擾造成的誤差。修正角補(bǔ)償法是經(jīng)常采用的方法。由于鄰相間的相互作用在量值上近似，由此可以認(rèn)為ΔφA、ΔφC的絕對值是相同的，而由于A、C兩相的作用相互抵消，這里認(rèn)為ΔφB≈0°。MOA帶電測試的修正角Δφ范圍為2°～4°，筆者認(rèn)為可根據(jù)測量數(shù)據(jù)中的分布情況統(tǒng)一選取。

Δφ的具體值可以通過試驗測得:停電情況下測得φ，盡快在運行狀態(tài)下測得φ’，其差值作為Δφ。

4 算例分析

筆者以試驗數(shù)據(jù)為例，統(tǒng)一選取ΔφA=2．5°，ΔφC=－2．5°作為修正角，論述了上述方法的可行性。修正前后數(shù)據(jù)對比情況見表2。

表2 500 kV MOA帶電測量數(shù)據(jù)修正前后對比情況表

由表2可以看出，修正前Ir1/Ix分布明顯不平衡，A相是C相的2～2．5倍，不符合實際情況，且多個數(shù)據(jù)不符合氧化鋅避雷器持續(xù)運行時阻性分量約占全電流的10%～20%的標(biāo)準(zhǔn)。修正后，同間隔各相I'r1/Ix的數(shù)據(jù)較為均勻平衡，且在10%～20%的范圍內(nèi)，從而證明了3．3所述方法的正確性。

5 結(jié)語

對MOA帶電測試數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償角修正之后，可以更為直觀、本質(zhì)地判斷每個避雷器的帶電工作狀態(tài)和性能狀況，有利于及早發(fā)現(xiàn)存在的故障隱患，保障正常發(fā)電和電網(wǎng)安全。

同時，要將MOA帶電檢測和避雷器常規(guī)試驗、紅外測溫、定期巡檢等方法結(jié)合起來，將試驗數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)相比較，對有較大變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行重點關(guān)注。

(責(zé)任編輯:李燕輝)

安谷水電站全面建成投產(chǎn)

8月31日23點12分，中國電建集團(tuán)投資建設(shè)的大渡河安谷水電站最后一臺19萬千瓦發(fā)電機(jī)組(4號機(jī)組)完成72小時試運行，正式進(jìn)入發(fā)電序列。至此，總裝機(jī)容量77．2萬千瓦的安谷水電站全面建成投產(chǎn)。安谷水電站于2012年3月29日開工建設(shè)，為四川省重點工程項目，也是全國首個“先移民后工程”的水電工程。2014年12月，安谷水電站1、2號和5號機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電；2015年4月30日，3號機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。2015年豐水期，四臺機(jī)組共同創(chuàng)造了電力生產(chǎn)的第一次高峰，日發(fā)電量連續(xù)超過千萬千瓦時，截至8月27日24時，安谷水電站實現(xiàn)安全生產(chǎn)264天，累計發(fā)電18．7億千瓦時。多臺機(jī)組連續(xù)提前發(fā)電，降本增效成效顯著，使安谷水電站的項目開發(fā)從“大投入”轉(zhuǎn)入“大產(chǎn)出”的拐點大大提前，安谷水電站的投資品質(zhì)大幅度提升。

TV7;TV737;TV735;TM93

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1001-2184(2015)05-0118-03

李國正(1988-)，男，河南鄲城人，助理工程師，學(xué)士，從事水電廠電氣一次設(shè)備檢修維護(hù)工作；

葉 輝(1976-)，男，四川攀枝花人，工程師，從事水電廠電氣一次設(shè)備檢修維護(hù)工作；

劉祖高(1975-)，男，四川鹽邊人，工程師，從事水電廠電氣一次設(shè)備檢修維護(hù)工作．

2015-05-08