福鼎城北110kV变电站变压器局部放电试验方案批准：日期：技术审核：日期：安监审核：日期：项目部审核：日期：编写：日期：2017年4月变压器局部放电试验方案一、试验目的变压器故障以绝缘故障为主，一些非绝缘性原发故障可以转化为绝缘故障，而且变压器绝缘的劣化往往不是单一因素造成的，而是多种因素共同作用的结果。
局部放电既是绝缘劣化的原因，又是绝缘劣化的先兆和表现形式。
与其他绝缘试验相比，局部放电的监测能够提前反映变压器的绝缘状况，及时发现变压器内部的绝缘缺陷，预防潜伏性和突发性事故的发生。
二、人员组织1、项目经理：2、技术负责：4、现场试验负责人及数据记录：5、被试GIS一、二次回路短路接地与放电、并将升压设备的高压部分短路二次负责人：6、试验设备接线及实际加压操作负责人：7、7、专责安全员：8、工器具管理员：9、试验技术人员共4人，辅助工若干人10、外部协助人员：现场安装人员，监理，厂家及业主代表等人员三、试验仪器、设备的选择（一）加压试验仪器、设备1.试验电源局部放电试验可采用中频发电机组或者变频电源方式来获取试验电源。
中频发电机组由于性能稳定、容量大，比较适用于超高压和特高压变压器试验。
变频电源由于质量和体积小，便于长距离运输和现场试验的摆放，且要求现场提供的电源容量小，故目前在现场较多采用。
2.励磁变压器在选择励磁变压器时，应充分考虑能灵活变换输入、输出侧的变比，获得不同的输出试验电压。
励磁变压器具备以下结构和特点，一般可满足现场实验的要求。
低压绕组：共6个绕组、8套管输入，一般额定串并联后电压为300V,380V,400V。
高压绕组：共6个绕组、12套管输出，一般额定串并联后电压为2×35kV，3×5kV，2X5kV,5x5kV3.补偿电抗器采用中频发电机组时，需要采用过补偿，一般过补偿＞10%，但对于500kV及以上变压器，考虑到其容性电流较大（多达50A），若过补偿太多，则需要的电抗器数量多，发电机容量及现场电源容量都难以满足要求，所以过补偿以约5%为宜。
采用变频电源时，一般使回路成谐振状态，谐振频率要求达到100Hz以上，或者100Hz以上某个频率处于欠补偿，电源容量可以满足试验要求。
补偿电抗一般采用对称补偿，可降低电抗器工作电压。
4.试验连接导线根据变压器局部放电试验的不同试验电压，应选择合适的加压导线，并留有一定的裕度，保证在测量电压下不会产生电晕。
5.高压屏蔽罩在变压器局部放电试验过程中，应充分考虑试验均压屏蔽罩的结构及电场分布，尽量改善主变套管出线端电场分布，降低均压罩及金具表面电场强度。
一般情况下，防电晕屏蔽装置有半球形、双环形、三环形、四环形等。
应根据电压高低，选择合适的尺寸。
（二）试验类型1.现场试验电源和推荐标准 现场试验的理想电源，是采用电动机—发电机组产生的中频电源，三相电源变压器开口三角接线产生的150Hz 电源，或其它形式产生的中频电源。
若采用这类电源，试验应按6.2.1条中的加压程序，试验电压与允许放电量应同制造厂协商。
若无合适的中频或150Hz 电源，而又认为确有必要进行局部放电试验,则可采用降低电压的现场试验方法。
其试验电压可根据实际情况尽可能高，持续时间和允许局部放电水平不作规定。
降低电压试验法，不易激发变压器绝缘的局部放电缺陷。
但经验表明，当变压器绝缘内部存在较严重的局部放电时，通过这种试验是能得出正确结果的。
2.现场试验工频降低电压的试验方法工频降低电压的试验方法有三相励磁、单相励磁和各种形式的电压支撑法。
现推荐单相励磁法单相励磁法，利用套管作为耦合电容器C k ，其接线如图1所示。
这种方法较 为符合变压器的实际运行状况。
图1中同时给出了双绕组变压器各铁芯的磁通分布及电压相量图(三绕组变压器的中压绕组情况相同)。
图1 单相励磁的试验接线、磁通分布及电压相量(a)C 相励磁时的接线图；(b)各柱磁通分布示意图；(c)电压相量图由于C 相(或A 相)单独励磁时，各柱磁通ΦZ 、ΦB 、ΦC 分布不均，A 、B 、C(或A M 、B M 、C M )感应的电压又服从于E =4.44f W Φ规律，因此，根据变压器的不同结构，当对C 相励磁的感应电压为U C 时，B 相的感应电压约为0.7U C ，A 相的感应电压约为0.3U C (若A 相励磁时，则结果相反)。
当试验电压为U 时，各相间电压为U U CB ≈17.;U U CA ≈13.当A 相单独励磁时，各相间电压为U U BA ≈17.;U U BC ≈13.当B 相单独励磁时，三相电压和相间电压为U U U A C B ==12U U U BC BA ==15. 单相电源可由电厂小发电机组单独供给，或以供电网络单独供给。
选用合适的送电网络，如经供电变压器、电缆送至试品，对于抑制发电机侧的干扰十分有效。
变电所的变压试验，则可选合适容量的调压器和升压变压器。
根据实际干扰水平，再选择相应的滤波器。
（三）测量试验仪器、设备现场进行局部放电试验时，可根据环境干扰水平选择仪器上的不同频带。
干扰较强时一般选用窄频带，如可取f0=30～200kHz，△f=5～15kHz；干扰较弱时一般选用宽频带。
在满足信噪比的条件波和低频干扰，测试仪频带的下限通常选择40kHz。
而上限选择为300kHz。
目前有标准依据的是测量视在放电量的测量仪器，通常是示波屏、数字式放电量（pC）表或数字放电脉冲通常显示在测量仪器的示波屏上的椭圆基线上。
四、危险点分析及控制措施1.防止高处坠落试验人员进入现场必须戴安全帽，高处作业必须挂安全带，严禁徒手攀爬变压器套管。
2.防止高处落物伤人高处作业应使用工具袋，上下传递物件应用绳索栓牢传递，严禁抛掷。
3.防止工作人员触电拆、接试验接线前，应将被试设备对地充分放电，以防止剩余电荷、感应电压伤人及影响测量结果。
测试前与检修负责人协调，不允许有交叉作业，试验接线应正确、牢固，试验人员应精力集中。
试验现场装设安全围栏或标识带，并挂“止步，高压危险”标示牌，试验时应有专人看守。
试验设备外壳应可靠接地。
五、试验前的准备工作1.了解被试设备表现场情况及试验条件查勘现场，查阅相关技术资料、变压器历年试验数据及相关规程等，掌握该变压器运行及缺陷情况，根据试验电压和被试变压器参数，估算所需试验电源、励磁变压器及电抗器补偿容量，编写作业指导书及试验方案。
2.测试仪器、设备准备选择合适试验设备、供电电源容量、带剩余电流动作保护器的电源接线板、放电棒、接地线、安全带、安全帽、电工常用工具、试验临时安全遮拦、标识牌、万用表、温（湿）度计、电源线轴。
清洁布、绝缘塑料袋等，并查阅测试仪器、设备及绝缘工器具的检定证书有效期。
3.办理工作票并做好试验现场安全和技术措施相其余试验人员交代工作内容、带电部位、现场安全措施、现场作业危险点，明确人员分工及试验程序。
六、现场试验步骤及要求（一）试验方法1、试验加压方法局部放电试验是对电压很敏感的试验，只有当内部缺陷的场强达到起始放电场强是，脉冲放电量才能观察到。
在现场试验中采用工频电源是无法使绕组中感应出这么高的试验电压的。
因为铁芯磁通密度饱和，激磁电流个铁磁损耗都会急剧增加，提高电源频率是目前唯一可行的方法。
试验是通过励磁变压器升压，向被试变压器低压侧施加电压，在高压侧感应出高压的方法来进行的，对于回路中容性分量的补偿，常用的方式是在低压端加装并联电抗器，用以补偿回路中的容性无功分量。
2、局部测量方法脉冲电流法是目前唯一有标准的变压器局部放电检测方法。
它是通过检测阻抗、检测变压器套管末屏接地线、外壳接地线、铁芯接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流，获得视在放电量。
其测试回路如图2所示。
图2脉冲电流法基本测试回路图当试品Cx产生一次局部放电时，在其两端会产生一个瞬时的电压变化△u，此时在被试品Cx、耦合电容Ck（套管末屏）和检测阻抗Zd组成的回路中产生一个脉冲电流i，该脉冲电流流经检测阻抗Zd，在其两端产生一脉冲电压，将此脉冲电压进行采集、放大等处理，就可以测定局部放电的一些基本测量，尤其是视在放电量、当校准脉冲与实际放电脉冲波形完全相同时，测试仪器测得的视在放电才是真实的，而且与测量频率无关。
两种波形不同时，其频谱分布不同，而测试仪的频带是有限的，只能拾取其中某一部分频带的分量，这样校准值与实际值就出现偏差、如果校准脉冲的高频分量比实际放电脉冲多，而低频分量少，采用较宽频带比窄频带测得的放电量偏小；反之，如果校准脉冲比实际放电脉冲的高频分量少，则宽频带比窄频带测量值偏大。
（二）试验接线1.测量回路接线用脉冲电流法测量局部放电的基本回路采用直接测量法的接线方法，如图3所示。
图3局部放电测量接线图根据试验时干扰情况，试验回路接有一阻塞Zf，以降低来自电源的干扰，也能适当提高测量回路的最小可测量水平。
对于同一个放电源，测试仪在不同的频带范围测量结果是不同的。
2.加压回路接线以高压侧A相的测量为例，试验采用低压励磁、对称加压接线方式，局部放电加压试验接线如图4所示。
图4变压器局部放电试验原理图试验加压程序，如图5所示。
图5局部放电试验加压程序图图5中，当施加试验电压时，接通电压并增加至U3,，持续5min，读取放电量值；无异常则增加电压至U2，持续5min，读取放电量值；无异常再增加电压至U1，进行耐压试验，耐压时间为（120×50/ƒ）s；然后，立即将电压从U1降低至U2，保持30min （330kV以上变压器为60min），进行局部放电观测，在此过程中，没5min记录一次放电量值；30min满，则降电压至U3，持续5min记录放电量值；降电压，当电压降低到零时切断电源，加压完毕。
试验回路的均压、防电晕措施是否完善，将直接导致测试回路背景偏大，影响测量结果的准确性。
（三）试验步骤以变频电源为例（1）在被试变压器高、中压端安装均压罩，短接被试品TA二次端子，将试验设备吊装到位。
（2）在试验场地周围装设安全围栏，并派专人看守。
（3）确认变频柜中自动开关在分断位置，按图4接线，使用合适截面的导线，接触好变频柜三相380V端子，将变频柜输出两端分别接到励磁变压器的低压侧，励磁变压器高压侧接到被试变压器加压相。
（4）从变压器顶端注入标准方波进行校准，按照相应标准输入校准信号。
观测背景放电量水平、波形特点、相位等情况并进行记录。
（5）加压前由试验负责人复核试验接线，确保接线无误方可加压。
（6）变频柜按照《使用说明书》要求操作。
（7）清除闲杂人员，试验人员、安全巡视人员各就各位，试验正式开始。
（8）升电压，开始测试。
升电压至1/3～1/2额定电压，观测局部放电量有无异常，有则必须查明原因。
观察钳形电流表数值，分析试验回路各部分是否异常。
