500 kV HGIS設(shè)備聯(lián)合帶電檢測(cè)分析

羅 彤，李學(xué)斌，郎業(yè)興，王 冰

（1.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006；2.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修公司，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

經(jīng)驗(yàn)交流

500 kV HGIS設(shè)備聯(lián)合帶電檢測(cè)分析

羅 彤1，李學(xué)斌1，郎業(yè)興1，王 冰2

（1.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006；2.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修公司，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

對(duì)某500 kV變電站HGIS設(shè)備開(kāi)展聯(lián)合帶電特高頻局部放電檢測(cè)、超聲波局部放電檢測(cè)與SF6氣體成分分析檢測(cè)工作，發(fā)現(xiàn)500 kV場(chǎng)區(qū)1號(hào)主變一次5023間隔2號(hào)隔離開(kāi)關(guān)A相氣室局部放電檢測(cè)數(shù)據(jù)異常，經(jīng)診斷該處異常疑似氣室內(nèi)部靠母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)部件松動(dòng)、絕緣件表面污穢或內(nèi)部氣隙引起的放電缺陷，在此基礎(chǔ)上提出加強(qiáng)設(shè)備檢測(cè)工作的合理化建議。

帶電檢測(cè)；隔離開(kāi)關(guān)；局部放電；放電缺陷

為保障電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，確保供電可靠性，需要對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行例行試驗(yàn)［1－2］。隨著高電壓、大容量電力系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)安全可靠性的要求進(jìn)一步提高，傳統(tǒng)例行試驗(yàn)需停電、按固定周期進(jìn)行，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣缺陷，反映設(shè)備即時(shí)狀況的局限性越來(lái)越明顯［3－6］。停電試驗(yàn)與設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)存在巨大差異，很難保證對(duì)設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性［7－8］。

為研究電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的特性參數(shù)，實(shí)現(xiàn)輸變電設(shè)備的帶電檢測(cè)，對(duì)推動(dòng)電氣設(shè)備狀態(tài)檢修工作具有重要意義［9－11］。本文針對(duì)某500 kV變電站HGIS設(shè)備開(kāi)展聯(lián)合帶電檢測(cè)，依據(jù)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的檢測(cè)參數(shù)對(duì)隔離開(kāi)關(guān)氣室的在線工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并給出合理化建議。

1 檢測(cè)對(duì)象及項(xiàng)目

針對(duì)某500 kV變電站5023間隔2號(hào)隔離開(kāi)關(guān)A相氣室進(jìn)行聯(lián)合帶電檢測(cè)，該隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)為L(zhǎng)W13A－550，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。變電站采用3／2接線方式，5023間隔分別連接500 kVⅡ母和1號(hào)主變，其中2號(hào)隔離開(kāi)關(guān)氣室為斷路器靠母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)氣室。氣室檢測(cè)項(xiàng)目包括特高頻局部放電檢測(cè)、超聲波局部放電檢測(cè)與SF6氣體成分分析。

2 檢測(cè)數(shù)據(jù)

2.1 特高頻局放檢測(cè)

該型號(hào)HGIS盆式絕緣子為全金屬封閉結(jié)構(gòu)，且無(wú)澆注孔及內(nèi)置傳感器，因此，特高頻局放檢測(cè)位置選擇2號(hào)隔離開(kāi)關(guān)A相氣室的接地隔離開(kāi)關(guān)絕緣引出件部位，分別對(duì)圖2所示檢測(cè)位置1、位置2進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)圖譜如圖3所示。利用屏蔽帶在2號(hào)隔離開(kāi)關(guān)A相特高頻檢測(cè)位置做全面屏蔽處理后，所測(cè)特高頻局放圖譜如圖4所示。

圖1 隔離開(kāi)關(guān)A相氣室內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖2 特高頻檢測(cè)點(diǎn)實(shí)際位置

圖3 2號(hào)隔離開(kāi)關(guān)A相特高頻局放圖譜

2.2 超聲波局放檢測(cè)

超聲波局放檢測(cè)點(diǎn)分布如圖5所示，各測(cè)點(diǎn)超聲波測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。

圖4 2號(hào)隔離開(kāi)關(guān)A相特高頻局放圖譜（屏蔽后）

圖5 超聲波檢測(cè)位置

表1 各檢測(cè)點(diǎn)超聲波檢測(cè)數(shù)據(jù)mV

由表1可以看出，2號(hào)隔離開(kāi)關(guān)A相氣室存在超聲波異常信號(hào)，50 Hz和100 Hz頻率相關(guān)性明顯，有效值、峰值較背景明顯增長(zhǎng)。測(cè)點(diǎn)3、測(cè)點(diǎn)4、測(cè)點(diǎn)5信號(hào)幅值水平偏大，初步判斷以上3個(gè)測(cè)點(diǎn)距局放源較近。

采用放大器倍數(shù)為100倍（40 dB）進(jìn)行超聲檢測(cè)，圖6為測(cè)點(diǎn)3超聲波檢測(cè)連續(xù)圖譜及相位圖譜（紅色為背景值，藍(lán)色為測(cè)試值）。將上限截止頻率由100 kHz降低到50 kHz，信號(hào)幅值無(wú)明顯減小。

圖6 測(cè)點(diǎn)3超聲檢測(cè)圖譜

2.3 SF6分解產(chǎn)物檢測(cè)

對(duì)2號(hào)隔離開(kāi)關(guān)A相氣室進(jìn)行氣體成分檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)如表2所示。測(cè)試結(jié)果顯示該氣室分解產(chǎn)物有H2S成分，含量為1.3 μL／L，已達(dá)注意值。

表2 2號(hào)隔離開(kāi)關(guān)SF6分解產(chǎn)物測(cè)試結(jié)果μL／L

3 綜合分析

3.1 異常類型

根據(jù)圖3、圖4特高頻檢測(cè)結(jié)果可知，特高頻檢測(cè)點(diǎn)采取屏蔽措施前后，特高頻檢測(cè)圖譜發(fā)生明顯變化。屏蔽后異常放電脈沖明顯減少，幅值減弱，且180°相位附近的放電脈沖明顯減弱。由此判斷氣室內(nèi)部存在放電信號(hào)，且幅值較大，放電時(shí)間間隔不穩(wěn)定，放電相位穩(wěn)定在0°和180°相位附近，正負(fù)半周各一簇。屏蔽后所檢測(cè)到的放電信號(hào)應(yīng)為空氣中存在的強(qiáng)烈電暈干擾。根據(jù)圖6超聲波連續(xù)圖譜可以看出，測(cè)點(diǎn)3的有效值、周期峰值較背景值明顯增長(zhǎng)，50 Hz和100 Hz相關(guān)性較明顯。由表2可知，A相氣室存在微量的H2S特征氣體，同間隔其他相均未檢測(cè)到分解產(chǎn)物特征氣體，該間隔近期并未進(jìn)行任何分合閘操作，因此，可以判斷該氣室內(nèi)存在放電。

結(jié)合各類缺陷典型放電特征、HGIS結(jié)構(gòu)及安裝特點(diǎn)，判斷該氣室內(nèi)部缺陷可能為絕緣件表面污穢缺陷、懸浮電位缺陷（部件松動(dòng)）或絕緣內(nèi)部氣隙缺陷。

3.2 異常定位

根據(jù)表1超聲波各測(cè)點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果繪制成超聲測(cè)點(diǎn)峰值分布圖如圖7所示。測(cè)點(diǎn)3、測(cè)點(diǎn)4、測(cè)點(diǎn)5信號(hào)幅值水平明顯偏大，因此可以判斷信號(hào)源距離以上3個(gè)測(cè)點(diǎn)較近。在測(cè)點(diǎn)3改變上限截止頻率，信號(hào)幅值無(wú)明顯減小，因此，可以判斷放電源不在殼體上，缺陷位置位于該氣室出線套管下方附近。

圖7 超聲測(cè)點(diǎn)峰值分布圖

根據(jù)以上分析可知，引起該氣室局放異常的原因可能為隔離開(kāi)關(guān)部件松動(dòng)、絕緣件表面污穢或內(nèi)部氣隙在電場(chǎng)作用下發(fā)生放電。

4 結(jié)論及建議

500 kV HGIS 5023間隔2號(hào)隔離開(kāi)關(guān)A相氣室內(nèi)部超聲及特高頻局放檢測(cè)信號(hào)異常，氣體分解產(chǎn)物中H2S含量為1.3 μL／L，該缺陷疑似氣室內(nèi)部隔離開(kāi)關(guān)部件松動(dòng)、絕緣件表面污穢或內(nèi)部氣隙產(chǎn)生的放電，因此，提出以下幾點(diǎn)建議。

a.建議對(duì)該500 kV變電站2號(hào)隔離開(kāi)關(guān)A相氣室進(jìn)行更換并解體檢查。

b.該500 kV變電站2號(hào)隔離開(kāi)關(guān)A相氣室停電處理前，縮短GIS帶電檢測(cè)周期，建議每月開(kāi)展1次局部放電綜合檢測(cè)及診斷，一旦發(fā)現(xiàn)異常立即停電處理。

c.建議對(duì)該500 kV變電站同結(jié)構(gòu)隔離開(kāi)關(guān)氣室進(jìn)行全面帶電檢測(cè)，若存在類似問(wèn)題，及時(shí)停電解體檢查。

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表3 光學(xué)減法運(yùn)算輸出誤差測(cè)試結(jié)果

5 結(jié)束語(yǔ)

光學(xué)差動(dòng)保護(hù)是一種新型的適應(yīng)于光原理電子式互感器的保護(hù)，通過(guò)RTDS建模對(duì)哈爾濱工業(yè)大學(xué)生產(chǎn)的光學(xué)線路差動(dòng)保護(hù)原理樣機(jī)進(jìn)行動(dòng)模試驗(yàn)測(cè)試，按照《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)產(chǎn)品動(dòng)模試驗(yàn)規(guī)范》（DL／T871—2004）的要求分別對(duì)保護(hù)樣機(jī)進(jìn)行了區(qū)內(nèi)故障、區(qū)外故障、轉(zhuǎn)換性故障、經(jīng)電阻接地故障、系統(tǒng)振蕩、頻率偏移等不同類型故障的模擬，考察保護(hù)樣機(jī)的動(dòng)作行為和動(dòng)作時(shí)間，并對(duì)樣機(jī)中光計(jì)算模塊的性能進(jìn)行了精度測(cè)試，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了保護(hù)樣機(jī)功能和光計(jì)算模塊的精度，并且發(fā)現(xiàn)了保護(hù)樣機(jī)動(dòng)作時(shí)間的影響因素，為光學(xué)新原理保護(hù)技術(shù)的推廣應(yīng)用提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。

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作者簡(jiǎn)介：

金世鑫（1985—），男，碩士，工程師，從事繼電保護(hù)與智能電網(wǎng)研究工作。

（收稿日期 2016－03－21）

Analysis on Joint Charged Detection of 500 kV HGIS Equipment

LUO Tong1，LI Xue?bin1，LANG Ye?xing1，WANG Bing2
（1.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China；2.Maintenance Company of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

The coalition charged UHF partial discharge detection，ultrasonic partial discharge detection and SF6gas composition analy?sis test are carried out on 500 kV HGIS substation equipment，500 kV district No.1 main transformer breaker A 5023 interval of No.2 partial discharge detection data of gas chamber is unusual.By diagnosing the abnormity，loose parts at bus side isolation，breaker in?ternal air gap discharge caused by defects are suspected.The reasonable suggestions of strengthening equipment is put forward on the basis of this result.

Charged detection；Breaker；Partial discharge；Discharge defect

TM507

A

1004－7913（2016）06－0023－04

羅 彤（1979—），男，碩士，工程師，從事高電壓技術(shù)及帶電作業(yè)工作。

2016－03－17）