國內(nèi)首臺220kV SF6氣體變壓器交接試驗要求及投運情況探討

李思　劉昕鶴　鄒洪民

摘要：目前大城市人口愈加密集，建筑量不斷增加，用電量隨之急劇上升。深圳供電局在220kV玉律站新投運的#3主變是國內(nèi)首臺220/20kV SF6氣體變壓器。文章對該變壓器的交接試驗要求及投運情況進行了介紹，以增進對此類設(shè)備的了解。

關(guān)鍵詞：SF6氣體變壓器；交接試驗要求；投運情況；用電量；電力系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM416 文章編號：1009-2374（2016）20-0028-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.20.013

隨著國內(nèi)城市化的發(fā)展，大城市人口愈加密集，建筑量不斷增加，用電量隨之急劇上升。憑借散熱好、價格低等特點，目前國內(nèi)普遍采用的是油浸式電力變壓器。但由于其儲油量大，一旦發(fā)生爆炸事故，對人們的生命和財產(chǎn)安全將造成巨大威脅。近年來，世界各國都在研制具有防火、安全、安裝空間小等優(yōu)點的變壓器，以適應(yīng)供電可靠性和環(huán)境兼容性等高要求。SF6氣體變壓器（GIT）憑借具有這些優(yōu)點愈來愈受到人們的關(guān)注。關(guān)于GIT的優(yōu)點及目前在國內(nèi)外的發(fā)展情況，在迄今為止的許多文獻中都曾有過詳細的敘述，筆者在這里不打算重復(fù)。目前國內(nèi)采用的GIT均為110kV及以下電壓等級的，深圳供電局在220kV玉律站新投運的#3主變是國內(nèi)首臺220/20kV SF6氣體變壓器。本文對該變壓器的交接試驗要求及投運情況進行了介紹，以增進對此類設(shè)備的了解。

1 交接試驗項目及要求

依據(jù)標準《電力變壓器》系列（GB 1094）、《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》（GB 50150-2006）、《六氟化硫電氣設(shè)備中氣體管理和檢測導(dǎo)則》（GB/T 8905-2012）及《深圳220kV氣體變壓器試驗方案》規(guī)定，此次投運的220kV/20kV SF6氣體變壓器交接試驗項目及要求如下：

1.1 繞組電阻測量

繞組電阻要在所有繞組的全部分接上測量。繞組電阻測量值也被用作溫升試驗的冷電阻。同時記錄氣的平均溫度。

1.2 電壓比和聯(lián)結(jié)組標號測量

測量高壓對低壓的每一個分接的電壓比。標準：額定分接偏差不大于±0.5%。

1.3 絕緣電阻測量

用5000V兆歐表測量繞組對地之間的絕緣電阻，并記錄15秒，然后從1～10分鐘，每一分鐘的數(shù)值。同時記錄氣的平均溫度。按如下組合測量：（1）HV-LV，G；（2）LV-HV，G；（3）HV，LV-G。用2500V兆歐表測量鐵心和夾件對地之間的絕緣電阻。用2500V兆歐表測量套管末屏對地之間的絕緣電阻。

1.4 變壓器繞組和套管電容和介質(zhì)損耗因數(shù)測量

繞組電容和介質(zhì)損耗因數(shù)測量時測量電壓為10kV，使用JYC型介質(zhì)損耗測試儀。套管電容和介質(zhì)損耗因數(shù)同時被測量，測量電壓為10kV。按如下組合測量：（1）HV-LV，G；（2）HV，LV-G；（3）LV-HV，G。標準：（1）繞組連同套管的tanδ≤0.5%；（2）高壓套管tanδ≤0.55%；（3）中性點套管tanδ≤0.5%。

1.5 空載損耗和空載電流測量

空載損耗和空載電流測量在額定電壓和額定頻率下進行。將額定電壓施加于低壓繞組，高壓繞組開路。還應(yīng)分別在低壓額定電壓的10%電壓下和400V電壓下測量空載損耗和空載電流。標準：100%額定電壓時，空載損耗P0≤54kW，空載電流I0≤0.3%。

1.6 短路阻抗和負載損耗測量

應(yīng)施加額定頻率接近于正弦的電壓到高壓繞組，低壓繞組短路，施加電流應(yīng)不能低于相應(yīng)分接的電流的50%。測量分接位置：額定分接和極限分接。進行低電流（5A）下短路阻抗測量。標準：負載損耗（85℃）≤245kW。

1.7 溫升試驗

溫升試驗測量采用短路法，在額定頻率，GNAN（30%）和GDAF（100%）兩種冷卻方式下進行。變壓器氣頂層溫升試驗應(yīng)在最大總損耗下進行，高壓繞組加電，低壓繞組短接，在最大損耗分接進行。

首先施加總損耗對應(yīng)的電流，當(dāng)氣頂層溫升穩(wěn)定三小時后，記下氣頂層溫度和周圍的環(huán)境溫度后，再施加高壓繞組對應(yīng)分接的電流1小時，測量繞組的平均溫升。如果受設(shè)備所限施加不到所需要的試驗電流，可以欠電流或欠損耗進行，具體計算方法按照最新的國家標準進行。接線方法同負載損耗測量。標準：（1）氣頂層溫升限制為65K；（2）繞組平均溫升限值為75K；（3）油箱和結(jié)構(gòu)件溫升限值為90K。

1.8 雷電沖擊型式試驗

試驗電壓見表1。標準的試驗電壓波形：全波：T1/T2：1.2%±30%/50%±20%μs，截波：截斷時間Tc：2-6μs，反極性峰值Oz：<30%。高壓、中壓、低壓線端的試驗順序：（1）一次50%全波；（2）一次100%全波；（3）一次50%截波；（4）兩次100%截波；（5）兩次100%全波。高、中壓中性點的試驗順序：（1）一次50%全波；（2）三次100%全波。

1.9 外施耐壓試驗

外施耐壓試驗所用的電源為單相額定頻率的交流電源，施加在被試繞組上，非被試繞組短路接地。試驗電壓：高壓繞組及中性點。端子：200kV，低壓繞組：60kV。

1.10 短時感應(yīng)耐壓試驗

試驗前應(yīng)使用峰值表對試驗電壓進行校正。試驗電壓：HV-395kV。試驗頻率：200Hz。試驗時間：120×（額定頻率/試驗頻率）=120×（50/200）=30sec。分接位置：5分接。試驗電壓（相對地）：Um=252kV；U1=395kV；U2=1.5Um/=218kV；U3=1.1Um/=160kV。

加電順序圖 圖10 短時感應(yīng)耐壓試驗電路圖（VD：分壓器只在校正電壓時使用）

1.11 聲級測量

額定頻率的額定電壓施加于低壓繞組，高壓繞組開路。分別測量GNAN狀態(tài)0.3m和GDAF狀態(tài)2m處的聲級水平。測量高度為基礎(chǔ)面的1/3、2/3處。試驗電路圖同空載試驗。標準2.0m≤63dB（A）。

1.12 氣體試驗

濕度測試、密度試驗、毒性試驗、礦物油含量測試、氣體成分分析、酸度、空氣、可水解氟。應(yīng)在以下時間取氣進行氣樣分析。（1）試驗開始前；（2）絕緣試驗前、后；（3）過流試驗前、后；（4）溫升試驗前、后（型式試驗）；（5）長時空載運行前后。

1.13 空載電流諧波測量

試驗接線方法同空載試驗，測量100%額定電壓下的空載電流諧波。

1.14 氣泵、風(fēng)機絕緣電阻和吸收功率測量

使用2500V兆歐表測量風(fēng)扇及氣泵端子對地絕緣電阻。分別測量冷卻器的風(fēng)扇電機和氣泵的吸收功率，測量時應(yīng)施加風(fēng)扇和氣泵的三相額定電壓。

1.15 繞組頻率響應(yīng)試驗

所有試驗結(jié)束后，進行繞組頻率響應(yīng)試驗，分別為對應(yīng)繞組的尾端激勵、首端響應(yīng)，得出繞組頻率響應(yīng)曲線。

1.16 零序阻抗測量

按下列方法加電，測量零序阻抗，高壓分接位置9b，高壓ABC—N加電，低壓角接，施加9b分接額定電流的1/3左右，測量電流、電壓值。

1.17 有載分接開關(guān)操作和切換波形試驗

在試驗中穿插進行：（1）變壓器不勵磁，在100%額定操作電壓下完成8個操作循環(huán)；（2）變壓器不勵磁，在85%額定操作電壓下完成1個操作循環(huán)；（3）變壓器在額定頻率和額定電壓下，空載勵磁時，完成1個操作循環(huán)；（4）將一個繞組短路，并盡可能使分接繞組中的電流達到額定值，在主分接兩側(cè)±2級范圍內(nèi)完成10次分接變換操作。進行有載開關(guān)波形試驗測量過渡電阻及切換時間。

1.18 1.1倍過電流試驗

試驗前取試品氣樣化驗。試驗電路同負載試驗，試驗在額定分接進行，施加1.1倍額定分接電流，維持4h，每小時記錄氣頂層溫度。試驗結(jié)束后取試品氣樣化驗。

1.19 長時空載運行試驗

試驗方法同空載試驗，施加110%額定電壓，一小時記錄一次數(shù)據(jù)，并記錄本體氣頂層溫度，持續(xù)12小時。試驗結(jié)束后測試氣體成分。

1.20 長時感應(yīng)耐壓試驗（報警壓力下ACLD）

此項試驗在最低氣體壓力（報警壓力0.12MPa）下進行。試驗完成后進行額定電壓下空載損耗及空載電流測試。機組頻率：200Hz。分接位置：9b。試驗電壓（相對地）：Um=252kV；U1=1.7Um/=247.3kV；U2=1.5Um/=218kV；U3=1.1Um/=160kV。標準：1.5Um/電壓下放電量不超過50pC。

1.21 套管CT試驗

進行套管CT電流比、極性、直阻及絕緣分鐘2kV工頻耐壓試驗。

1.22 輔助回路絕緣試驗及控制柜和端子箱耐壓試驗

對輔助回路、控制柜和端子箱進行1分鐘2kV工頻耐壓試驗。

1.23 溫度計、保護和測量裝置的試驗和校正

對保護和測量裝置的性能進行試驗驗證，對溫度計進行校正。

2 投運情況

此臺氣體變壓器于2015年11月投運，投運后我局技術(shù)人員對其做以下試驗：

2.1 噪聲測試

2015年12月1日，變壓器廠家技術(shù)人員與本局試驗人員一起對該臺氣變進行噪音測試，測試結(jié)果顯示氣變噪音在61dB左右，小于協(xié)議要求63dB。同時測試#1主變（油變）噪音為60dB，故氣變噪音符合要求，與油變噪音接近。測試過程嚴格按照國標要求，選取44個測量點。

2.2 紅外測試

2015年11月2日、11月10日，本局試驗人員對該臺氣變分別進行了紅外測試、紫外測試，結(jié)果均未見異常。

3 結(jié)語

220kV玉律站#3主變的順利交接及投運，使我局在220kV SF6氣體變壓器的應(yīng)用方面有了寶貴的經(jīng)驗。相信隨著電網(wǎng)技術(shù)的不斷進步發(fā)展，大容量SF6氣體變壓器將會得到廣泛的研發(fā)應(yīng)用。

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