[00112755]换流变压器有载调压开关转换选择器产气机理及防治措施技术与应用

换流站是直流输电工程的关键环节,充油设备换流变作为换流站中最为重要的设备之一,因其价值高,直接关系到系统的安全稳定运行,一直以来都受到电网运行部门的高度关注和重视。随着越来越多的直流输变电工程投入运行,换流站调试和运行维护人员在系统调试和日常运行过程中发现：换流变有载调压开关中转换选择器正常的频繁切换会使换流变本体绝缘油中产生一定含量的特征气体,特别是乙炔有时甚至超过标准注意值,从而影响设备故障情况的分析,以及设备状态评价和检修策略的制定。 针对此情况,国网湖北省电力公司电力科学研究院与德国MR公司签订了项目合作协议,同时该项目又被列入国网湖北省电力公司科技项目计划。采用现场调研、理论研究、实验室模拟试验等方法,综合数学函数模拟、数据比对统计分析等手段,研究了换流变压器转换选择器产气机理和影响因素,得出了产气对运行设备的影响规律;定量研究了转换选择器产气规律和逸散规律,首次提出了因转换选择器动作及逸散等因素而使换流变压器油中存在的C2H2含量估算公式,并得到了实验室和现场验证;研究得到了有载调压开关转换选择器动作过程中的产气特征,首次提出了换流变油中特征气体正常与否的相关判据;同时提出了消除换流变压器转换选择器动作产气对换流变状态判断的影响措施;并针对性地设计了变压器转换选择器动作次数记录装置和变压器状态在线监测装置。创新搭建转换选择器产气模拟试验回路;明确了换流变压器转换选择器产气机理和影响因素,首次得出了产气对运行设备的影响规律;创新定量研究了转换选择器产气规律和逸散规律,首次提出了因转换选择器动作及逸散等因素而使换流变压器油中存在的C2H2含量估算公式;研究得到了转换选择器动作过程中的产气特征,首次提出了换流变油中特征气体正常与否的相关判据;同时创新提出了消除换流变压器转换选择器动作产气对换流变状态判断的影响措施。相关技术达到国际同类研究领先水平。 该课题研究成果被成功应用到国网±800kV复龙换流站、±500kV龙泉、江陵、宜都、团林换流站、南网±800kV楚雄换流站等多个换流站,经济效益和社会效益显著。由于研究成果成熟安全,能为换流变的运行维护和故障分析处理提供技术保证;能为换流变设备状态评价和检修策略制定提供技术依据;能为油中溶解气体的相关标准在有载调压开关转换选择器产气方面的补充完善提供技术支撑,所以能在绝缘油领域和全国换流站的换流变中广泛应用。±800kV复龙换流站28台直流换流变压器,全部为德国MR真空有载调压开关。国网湖北省检修公司下属江陵、龙泉、宜都和团林4个±500kV直流换流站,共有换流变压器56台,其有载调压开关全部为瑞典ABB公司生产。以上换流变运用该项目成果,对换流变压器在运行中非故障产气后的设备状态进行了正确识别与判断。基于该研究成果的应用,有效避免了因换流变压器有载调压开关转换选择器正常动作,使得油中特征气体异常增长,而导致的对特高压直流换流变压器设备的检查和非计划性停运。±800kV楚雄换流站作为云广特高压直流工程的送端,于2009年6月投运。通过绝缘油色谱监督,发现自投运以来LD换流变乙炔气体含量呈逐渐增长趋势。2011年6月组织召开了楚雄换流站LD换流变压器乙炔含量异常现象专家分析会,参会的国网湖北省电力公司电力科学研究院专家,利用该科研项目成果,合理的解释了雄换流站LD换流变压器运行中乙炔含量异常的现象,其分析结论同时得到设备制造厂商和有载调压开关制造厂商的认可。 运用国网湖北电科院该科研项目成果,对特高压换流变压器进行运行中设备状态判断,有效识辨并排除了换流变压器在非故障条件下,因有载调压开关转换选择器正常动作导致油中故障特征气体异常增长,而对设备本体存在故障的怀疑,并依据制定了运行监测措施,有效的保障了特高压设备的正常运行。 同时±800kV郑州换流站等多个直流输电工程,利用该研究成果对在系统调试期间出现的较高含量乙炔气体现象进行了合理解释,排除了内部故障的怀疑,保证了工程调试的如期顺利进行。