變壓器套管電容量超標(biāo)原因分析及處理

吉林省集安市云峰發(fā)電廠 134200

摘要：本文介紹了云峰發(fā)電廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)220kV變壓器套管，近幾年來(lái)在高壓試驗(yàn)過(guò)程中所發(fā)現(xiàn)的兩起介質(zhì)損失角偏大和電容量超標(biāo)事件的分析和處理經(jīng)過(guò)，并提出此類問(wèn)題的處理方法，供現(xiàn)場(chǎng)工作人員借鑒參考。

關(guān)鍵詞：變壓器套管；電容量超標(biāo)；分析處理

1課題背景及研究的意義

電力變壓器是電力系統(tǒng)的核心，在電能接收轉(zhuǎn)換和傳輸配送過(guò)程中，起著最關(guān)鍵和最重要的作用。是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)和千家萬(wàn)戶能量來(lái)源的必經(jīng)之路。它是電網(wǎng)安全運(yùn)行防止重大事故的第一道防御設(shè)備。變壓器的嚴(yán)重事故不但會(huì)導(dǎo)致自身的損壞，還會(huì)中斷電力供應(yīng)，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)都會(huì)造成巨大的損失。

變壓器套管是是變壓器的主要部件之一，是將變壓器內(nèi)部高、低壓引線引到油箱外部的出線裝置。套管的故障和異常，雖有的構(gòu)不成事故，但有的異常如不及時(shí)消除，往往會(huì)導(dǎo)致十分嚴(yán)重的后果。作為引線對(duì)地的絕緣，擔(dān)負(fù)著固定引線的作用。因此，它必須具有規(guī)定的電氣和機(jī)械強(qiáng)度；套管在運(yùn)行中除應(yīng)承受長(zhǎng)期負(fù)載電流外，還應(yīng)能承受短路時(shí)的瞬時(shí)過(guò)熱，即應(yīng)有良好的熱穩(wěn)定。變壓器高、低壓套管如果存在缺陷或故障，將直接危及變壓器的安全運(yùn)行及其供電可靠性。高壓側(cè)套管（油紙電容式套管），由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)周期長(zhǎng)，檢修難度較大。因此，對(duì)油紙電容型套管應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修與維護(hù)，減少并杜絕套管事故是十分重要的。本文詳細(xì)介紹了云峰發(fā)電廠兩起220kV套管出現(xiàn)的介質(zhì)損失角偏大、電容量超標(biāo)的原因分析及處理經(jīng)過(guò)，總結(jié)并提出了此類問(wèn)題的處理方法，供現(xiàn)場(chǎng)工作人員借鑒參考，共同商榷此類套管異常的處理。

2故障實(shí)例

2.1案例一：220kV2號(hào)主變套管電容量正誤差超標(biāo)分析處理

2.1.1缺陷發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)

2004年6月19日，云峰發(fā)電廠220kV 2號(hào)主變壓器（型號(hào)：SFP7-120000/220，沈陽(yáng)變壓器廠60年代產(chǎn)品）。在預(yù)防性試驗(yàn)中，測(cè)得A相套管試驗(yàn)值異常，已經(jīng)超過(guò)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程（DL/T596-1996）》的標(biāo)準(zhǔn)要求。具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2-1所示：

表2-1 處理前2號(hào)主變壓器A相套管高壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)

相別tgδ%實(shí)測(cè)電容值（PF）銘牌電容值（PF）電容量誤差（%）

O0.326350.5346.1+1.27

A3.618450.7428.5+5.18

B0.157427.4428.1-0.16

C0.274427.5426.9+0.14

發(fā)現(xiàn)套管電容量超過(guò)正偏差標(biāo)準(zhǔn)后，試驗(yàn)人員先對(duì)套管的外觀進(jìn)行了仔細(xì)的檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)A相套管有裂紋等異常，裙邊無(wú)破損，且外觀清潔、干燥。取油樣化驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)2號(hào)主變壓器套管的絕緣油耐壓值很低，又進(jìn)行其他項(xiàng)目化驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)幾個(gè)重要項(xiàng)目指標(biāo)均超標(biāo)。故懷疑套管密封不嚴(yán)，進(jìn)水受潮。油性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2-2所示：

表2-2 處理前2號(hào)主變壓器A相套管油性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)

項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值實(shí)測(cè)值

擊穿電壓（kV）≥5030

含水量（mg/L）≤2560

閃點(diǎn)（℃）≥14094

介質(zhì)損失角≤0.0050.0088

氫氣（μL/L）<150296

2.1.2原因分析及檢查結(jié)果

變壓器套管油中進(jìn)入水分，從進(jìn)水的部位進(jìn)行分析認(rèn)為有以下原因：高壓套管密封不嚴(yán)，進(jìn)入水分；注油過(guò)程中帶入水分；運(yùn)行中變壓器油中分解產(chǎn)生水分等。查閱歷史試驗(yàn)記錄，2003年9月變壓器大修，套管注油后各項(xiàng)油性能數(shù)據(jù)都合格，故排除注油過(guò)程中帶入水分。對(duì)變壓器排油進(jìn)行內(nèi)部檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)在變壓器B相高壓套管對(duì)應(yīng)的油箱底部有很多水分積聚，證明水分是由A相高壓套管導(dǎo)電桿進(jìn)入變壓器內(nèi)部的。故而檢查A相高壓套管將軍帽，發(fā)現(xiàn)因檢修人員責(zé)任心不強(qiáng)或檢修工藝質(zhì)量差，螺栓緊固力不夠，使得套管黃銅導(dǎo)電桿偏移較大，膠墊處密封不嚴(yán)造成局部滲水，絕緣油也不合格。變壓器電容型套管結(jié)構(gòu)如圖2-1所示：

圖2-1 電容型套管結(jié)構(gòu)圖

1-導(dǎo)電桿；2-錫箔層；3-絕緣層；4-末屏；5-末屏外圍絕緣層；6-絕緣油；

7-測(cè)量端；8-放油閥；9-法蘭；10-抽壓端子；11-雨水潮氣路徑

2.1.3處理情況

采取由本體排注油閥流出，經(jīng)過(guò)濾油機(jī)由油枕注油閥流入的循環(huán)濾油的方法，進(jìn)行反復(fù)過(guò)濾達(dá)24小時(shí)后再取樣化驗(yàn)，此時(shí)油中微水下降至20 mg/L以下（標(biāo)準(zhǔn)為≤25 mg/L），油耐壓值升高至60kV（標(biāo)準(zhǔn)為≥50kV），均達(dá)到規(guī)程的要求。這樣，更換新的套管密封圈，將其擺正位置，之后又在高壓套管頭部包上塑料布，用白布帶綁扎牢固，進(jìn)行防雨密封，增加雙保險(xiǎn)。

處理后，再做高壓試驗(yàn)，已經(jīng)全部合格，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2-3所示：

表2-3 處理后2號(hào)主變壓器B相套管高壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)

相別tgδ%實(shí)測(cè)電容值（PF）銘牌電容值（PF）電容量誤差（%）

A0.263430.7428.5+0.51

2.2案例二：220kV4號(hào)主變套管電容量負(fù)誤差超標(biāo)分析處理

2.2.1缺陷發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)

2007年5月27日，對(duì)220kV4號(hào)主變壓器進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)0相套管（型號(hào)：BRDW—126/630-3；撫順傳奇套管有限公司生產(chǎn)；2005年11月生產(chǎn)）介質(zhì)損失角值、電容值超標(biāo)比較嚴(yán)重；B相套管介質(zhì)損失角值雖未超過(guò)規(guī)程要求，但與上次試驗(yàn)值比較增長(zhǎng)較大。具體測(cè)試數(shù)據(jù)如表2-4所示：

表2-4 處理前4號(hào)主變壓器套管試驗(yàn)數(shù)據(jù)

相別tgδ%實(shí)測(cè)電容值（PF）銘牌電容值（PF）電容量誤差（%）

O3.222215.5232.2-7.75

A0.245337.6341.9-1.26

B0.719344.1349.3-1.49

C0.314336.8342.7-1.72

2.2.2原因分析及檢查結(jié)果

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員經(jīng)綜合判斷分析，懷疑O相套管內(nèi)有一屏間絕緣擊穿，同時(shí)也請(qǐng)教了廠家技術(shù)人員，分析認(rèn)為是由于套管導(dǎo)電桿與將軍帽接觸不良造成的，建議拆開(kāi)套管將軍帽，活動(dòng)導(dǎo)電桿后用酒精擦拭導(dǎo)電桿與將軍帽接觸面后問(wèn)題就會(huì)解決。

2.2.3處理情況

隨后，檢修人員按照廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)，拆開(kāi)了套管將軍帽，經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)：將軍帽內(nèi)部銷子上有放電灼燒的痕跡，將軍帽法蘭盤(pán)上有銹蝕痕跡，檢修人員現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該銷子和法蘭盤(pán)進(jìn)行打磨處理。處理后再次對(duì)O相套管介質(zhì)損失角和電容量進(jìn)行了復(fù)測(cè)，介損和電容量誤差都符合規(guī)程要求。

另外，對(duì)A、B、C三相套管均進(jìn)行了處理，處理后測(cè)得的電容量與未處理前比較均有增加，電容量誤差均有所減小。測(cè)試數(shù)據(jù)如表2-5所示