主變高壓套管介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ試驗(yàn)的新方法

廖維東，閔萬(wàn)雄

（貴州烏江水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司構(gòu)皮灘發(fā)電廠，貴州 遵義 564408）

主變高壓套管介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ試驗(yàn)的新方法

廖維東，閔萬(wàn)雄

（貴州烏江水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司構(gòu)皮灘發(fā)電廠，貴州 遵義 564408）

介紹了主變高壓套管介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ試驗(yàn)的必要性和重要性，指出常規(guī)試驗(yàn)方法需解開(kāi)高壓套管與GIS相連的軟連接，提出了一種新方法并驗(yàn)證其工作原理及實(shí)際運(yùn)用的可行性。試驗(yàn)表明：新方法提高了工作效率，排除了對(duì)GIS損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

主變壓器；高壓套管；介質(zhì)損耗

某發(fā)電廠位于貴州省余慶縣境內(nèi)的烏江干流上，是貴州省境內(nèi)最大的發(fā)電廠，裝機(jī)容量為5×600 MW，多年平均發(fā)電量為96.82億kWh。

1 設(shè)備簡(jiǎn)介

該發(fā)電廠共有16臺(tái)主變，其中15臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用，均由保定天威變壓器集團(tuán)有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為DSP-223000/500，高壓側(cè)額定電壓為500 kV，額定容量為223 MVA，為單相強(qiáng)迫油循環(huán)水冷無(wú)載調(diào)壓式。

主變高壓套管的類(lèi)型是電容式油紙絕緣，型號(hào)為EKTG1800-550-1600E10。套管的一端采用銅排與主變高壓繞組相連，浸漬在主變本體絕緣油中；另外一端采用銅編織線與GIS、高壓電纜軟連接(見(jiàn)圖1)。根據(jù)預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程要求，主變高壓套管每3年進(jìn)行1次介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ試驗(yàn)。與絕緣電阻和耐壓試驗(yàn)相比，此試驗(yàn)具有較高的靈敏度，可及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)套管油紙絕緣整體受潮、劣化變質(zhì)及小體積貫通和未貫通的局部缺陷，對(duì)預(yù)防套管事故起關(guān)鍵性的作用。

2 主變高壓套管常規(guī)tanδ試驗(yàn)

圖2為主變投運(yùn)后高壓側(cè)結(jié)構(gòu)示意。主變高壓套管常規(guī)tanδ試驗(yàn)所需的安全措施如下：

(1) 在主變高壓套管周?chē)钤O(shè)長(zhǎng)5 m、寬3 m、高5 m的工作平臺(tái)，并解開(kāi)圖2虛框中GIS內(nèi)部軟連接，做好軟連接隔離屏蔽；

(2) 解開(kāi)中性點(diǎn)套管的一次接地銅排，并將甩開(kāi)的GIS、高壓電纜接地。

圖1 主變高壓側(cè)接線

圖2 主變投運(yùn)后高壓側(cè)結(jié)構(gòu)

上述安全措施到位后，按福州凱特電氣有限公司生產(chǎn)的PH-2801變頻抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x正接線，將儀器高壓屏蔽線交流電壓10 kV接入高壓套管頂部軟連接，低壓芯線從末屏處采集電流，儀器自動(dòng)計(jì)算主變高壓套管tanδ。

3 主變高壓套管tanδ試驗(yàn)新方法

主變高壓套管tanδ試驗(yàn)新方法：不解開(kāi)主變高壓套管與GIS的軟連接，解開(kāi)主變中性點(diǎn)套管的一次接地銅排，從中性點(diǎn)套管一次回路處施加交流試驗(yàn)電壓10 kV，從末屏處采集電流。

由于C0≈330 pF，C1≈85 000 pF，C2≈17 600 pF，C3≈440 pF，所有設(shè)備對(duì)地電容接線方式為并聯(lián)，一次回路總電容值為C0+C1+C2+C3= 103 370 pF，而PH-2801變頻抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x電容量范圍為3 pF/10 kV～60 000 pF/10 kV。雖然PH-2801變頻抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x是目前市場(chǎng)上最大電容量的設(shè)備，但其容量仍不足。

為驗(yàn)證新方法的科學(xué)性，采用從福建瑞能博爾電力設(shè)備有限公司定制的變頻抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x，型號(hào)為A801，電容量為3 pF/10 kV～120 000 pF/ 10 kV。利用標(biāo)準(zhǔn)主變低壓套管，將其測(cè)量數(shù)據(jù)與PH-2801變頻抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如表1所示。

表1 測(cè)量?jī)x測(cè)量數(shù)據(jù)%

從表1可以看出，A801儀器的測(cè)量結(jié)果與PH-2801儀器的測(cè)量結(jié)果基本一致，充分證明了A801儀器測(cè)量精度可靠，驗(yàn)證了新方法的可行性。

圖3中的a及b為主變高壓套管tanδ試驗(yàn)2種方法的原理接線。在測(cè)量過(guò)程中，由于高壓套管末屏對(duì)地有絕緣電阻，I1，I2，I3無(wú)法進(jìn)入儀器內(nèi)部，儀器所測(cè)的電流I0只來(lái)自高壓套管的試品電流，即交流電壓10 kV通過(guò)高壓套管油紙絕緣的電流I0。

圖3 2種方法的原理接線示意

2013年11月，該廠采用新方法對(duì)3號(hào)主變高壓套管進(jìn)行tanδ試驗(yàn)，A801儀器將一次回路升到交流電壓10 kV，以滿足介損試驗(yàn)要求。與常規(guī)方法相比，本次測(cè)量tanδ有所減小，高壓套管實(shí)測(cè)電容量C測(cè)無(wú)明顯變化，與銘牌值C0比較，其偏差符合相關(guān)規(guī)程要求。具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 2種方法tanδ試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較

由于I測(cè)=2 πfUC，其中：f恒定，U恒定為試驗(yàn)電壓10 kV， C測(cè)≈C0，即I測(cè)≈I0，從而證實(shí)了儀器測(cè)量的電流就是通過(guò)高壓套管油紙絕緣的電流。I1，I2，I3對(duì)儀器測(cè)量電流無(wú)任何影響，驗(yàn)證了新方法實(shí)際應(yīng)用的可行性。

本次新方法所測(cè)3號(hào)主變高壓套管tanδ有所減小，其主要原因是：運(yùn)行4年后，高壓套管內(nèi)部微量潮氣在40 ℃氣溫下長(zhǎng)期蒸發(fā)，有功損耗減少，tanδ進(jìn)一步變小?？梢?jiàn)，用新方法測(cè)量的結(jié)果正確反映了高壓套管的實(shí)際情況。

4 新方法的優(yōu)越性

主變高壓套管tanδ試驗(yàn)新方法的優(yōu)點(diǎn)如下。

(1) 減免了工作平臺(tái)搭設(shè)、GIS氣室SF6抽充、軟連接的拆除等大量工作，在降低工作人員安全風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)大大縮短了工期，將8天時(shí)間降到0.5天，提高了工作效率，為檢修節(jié)約了寶貴時(shí)間。

(2) 排除了GIS的損壞風(fēng)險(xiǎn)。新方法對(duì)GIS不做任何安全措施，從而避免了GIS內(nèi)部暴露在空氣中的受潮風(fēng)險(xiǎn)和拆、裝軟連接時(shí)對(duì)GIS設(shè)備的損壞。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前，由于國(guó)內(nèi)大型電廠普遍存在主變高壓側(cè)設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)隔離刀閘，高壓電纜電容量較大，測(cè)量主變高壓套管tanδ難度較大等問(wèn)題。該廠主變高壓套管tanδ試驗(yàn)新方法的成功運(yùn)用，徹底解決了此難題，成效顯著，充分表明新方法的普遍推廣性，全面優(yōu)化了測(cè)量主變高壓套管tanδ工作。

1 陳化鋼．電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法及診斷技術(shù)[M]．北京：中國(guó)水力水電出版社，2009.

2 譚立成．高壓電氣試驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2013.

3 李建明，王志勇．變電站設(shè)備高壓套管雨閃事故的特點(diǎn)及預(yù)防[J]．電力安全技術(shù)，2011(4).

2014-10-23。

廖維東(1984-)，男，助理工程師，主要從事水電廠電氣一次設(shè)備維護(hù)、檢修專(zhuān)業(yè)技術(shù)管理工作，email：liaoweidong2006@163. com。

閔萬(wàn)雄(1988-)，男，助理工程師，主要從事水電廠電氣一次設(shè)備維護(hù)、檢修工作。