对氧化锌避雷器带电测量数据的分析与修正

李国正， 叶 辉， 刘祖高

(二滩水力发电厂，四川攀枝花 617000)

对氧化锌避雷器带电测量数据的分析与修正

李国正， 叶 辉， 刘祖高

(二滩水力发电厂，四川攀枝花 617000)

通过对氧化锌避雷器带电测量的试验数据进行分析，发现数据之间存在某些趋势，指出了相间干扰会导致阻性电流产生误差，提出了一种修正的方法，并以实际算例证明了该方法的正确性。

氧化锌避雷器；带电测量；阻性电流；相间干扰；修正

1 概述

由于氧化锌避雷器(MOA)内部没有串联间隙，氧化锌电阻片不仅要受到瞬时性雷击和操作过电压的冲击，还要长期承受运行电压，使得其阀片长期有小电流，并由此引起老化、热稳定等问题。因此，一定电压下阻性泄漏电流Ir的大小可以作为MOA性能状态的特征量，反映其功率损耗的大小以及热老化程度。

但在某些实际情况下，需要在带电的情况下对MOA进行检测。“一”字型排列的MOA在进行带电检测时，由于邻线电压较高，相间杂散电容对测试数据产生干扰，使之与实际运行情况产生偏差，难以真实地反映MOA的真实运行状况。有资料显示，电压等级越高，MOA带电测量的数据准确率越低。

2 试验接线、原理和数据分析

出线场500 kV MOA进行带电测试采用的仪器均为HD－Z10A氧化锌避雷器泄漏电流测试仪，其可以准确测量运行状态下各相MOA的全电流Ix、容性电流Ic、阻性电流Ir、基波阻性电流Ir1、功率角φ和功率损耗P。试验接线:单相电压信号通过CVT的二次端子取得，泄漏电流信号通过在避雷器底部串入测试仪采集。试验原理:带电状态下测得MOA全电流与该相电压的值以及功率角φ，将全电流 I·x投影到电压U·向量轴上，对所测得的阻性电流Ir根据FFT级数原理对Ir进行分析，得到基波电流值Ir1。试验测得的数据结果见表1。

表1 500 kV线路避雷器带电测量数据表

分析表1及图1，在五组同间隔的三相MOA中均存在下列现象:

(1)电压值有一定差别，最大相间电压偏差为4．3%，这是由于线路负荷不同造成的。(2)Ic占Ix中的比重较大，Ir所占比重较小。(3)Ix与Ic趋势相同且均为B相最小；Ir与Ir1趋势相同，且A＞B＞C。

图1 500 kV线路避雷器带电测量各电流趋势图

(4)功率角φ:A＜B＜C；而功率损耗:A＞B＞C。

Ⅴ组与Ⅰ～Ⅳ组在各项数据上量值差别较大，这是由于Ⅴ线路开始时为备用出线，晚9 a时间投入使用。之所以会在五组测量数据中普遍存在上述现象，笔者试图从同间隔邻相间的电磁干扰予以解释说明。

3 理论论证

3．1 无相间电磁干扰

由于同间隔的MOA均属同一批次，且其工作的大环境相同。我们假设每条线路三相的负荷性质及大小相近，在无相间电磁干扰时，我们可以认为各相MOA带电测量各数据是相近的，平衡度应较高，不应出现上述趋势性现象，如图2所示。

图2 无电磁干扰时MOA各相电流关系向量图

3．2 存在邻相电磁干扰

此种情况下，由于邻相MOA间隔不够大，电压、电流值较大，受电磁干扰的影响会通过相间杂散电容在邻相间产生一定的容性电流，此电流超前线电压90°。通过杂散电容产生的容性电流会使MOA各电流关系发生一定的偏差。

图3 存在邻相电磁干扰时MOA各相电流关系向量图

遂对A相进行分析，此时只考虑同间隔邻相的影响，对B、C相同理进行分析。由于电磁干扰，A、B相之间的杂散电容有电流流过超前电压通过矢量合成，，由此使得A相测试数据IAx矢量方向改变，减小增大，功率角减小ΔφA。分析B相:由于A、C两相对B相都有杂散电容的影响，即同时存在CAB、CCB，但两者在Br方向上的分量相互抵消，在BC方向上的分量与BC相反。因此IBC、IBr减小，无变化，ΔφB≈0°。分析C相:受电磁干扰，B、C相间的杂散电容有电流此电流超前电压根据矢量合成可得由此使得C相测试数据ICx矢量方向改变，ICc减小，ICr减小，功率角ΔφC增大。

上述分析结果与实际测试中出现的趋势性现象相吻合，在矢量图上表示为图3。

3．3 采用修正角对其进行修正

若要掌握MOA的真实状态，需要对带电测得的A、C相数据进行分析，消除邻相电磁干扰造成的误差。修正角补偿法是经常采用的方法。由于邻相间的相互作用在量值上近似，由此可以认为ΔφA、ΔφC的绝对值是相同的，而由于A、C两相的作用相互抵消，这里认为ΔφB≈0°。MOA带电测试的修正角Δφ范围为2°～4°，笔者认为可根据测量数据中的分布情况统一选取。

Δφ的具体值可以通过试验测得:停电情况下测得φ，尽快在运行状态下测得φ’，其差值作为Δφ。

4 算例分析

笔者以试验数据为例，统一选取ΔφA=2．5°，ΔφC=－2．5°作为修正角，论述了上述方法的可行性。修正前后数据对比情况见表2。

表2 500 kV MOA带电测量数据修正前后对比情况表

由表2可以看出，修正前Ir1/Ix分布明显不平衡，A相是C相的2～2．5倍，不符合实际情况，且多个数据不符合氧化锌避雷器持续运行时阻性分量约占全电流的10%～20%的标准。修正后，同间隔各相I'r1/Ix的数据较为均匀平衡，且在10%～20%的范围内，从而证明了3．3所述方法的正确性。

5 结语

对MOA带电测试数据进行补偿角修正之后，可以更为直观、本质地判断每个避雷器的带电工作状态和性能状况，有利于及早发现存在的故障隐患，保障正常发电和电网安全。

同时，要将MOA带电检测和避雷器常规试验、红外测温、定期巡检等方法结合起来，将试验数据与历史数据相比较，对有较大变化的数据进行重点关注。

(责任编辑:李燕辉)

安谷水电站全面建成投产

8月31日23点12分，中国电建集团投资建设的大渡河安谷水电站最后一台19万千瓦发电机组(4号机组)完成72小时试运行，正式进入发电序列。至此，总装机容量77．2万千瓦的安谷水电站全面建成投产。安谷水电站于2012年3月29日开工建设，为四川省重点工程项目，也是全国首个“先移民后工程”的水电工程。2014年12月，安谷水电站1、2号和5号机组投产发电；2015年4月30日，3号机组投产发电。2015年丰水期，四台机组共同创造了电力生产的第一次高峰，日发电量连续超过千万千瓦时，截至8月27日24时，安谷水电站实现安全生产264天，累计发电18．7亿千瓦时。多台机组连续提前发电，降本增效成效显著，使安谷水电站的项目开发从“大投入”转入“大产出”的拐点大大提前，安谷水电站的投资品质大幅度提升。

TV7;TV737;TV735;TM93

B

1001-2184(2015)05-0118-03

李国正(1988-)，男，河南郸城人，助理工程师，学士，从事水电厂电气一次设备检修维护工作；

叶 辉(1976-)，男，四川攀枝花人，工程师，从事水电厂电气一次设备检修维护工作；

刘祖高(1975-)，男，四川盐边人，工程师，从事水电厂电气一次设备检修维护工作．

2015-05-08