大型主變低壓側(cè)電容式澆鑄樹脂套管絕緣受潮處理及安裝

楊 欣

（中國電建集團湖北工程有限公司）

1 概述

1.1 HETA型環(huán)氧樹脂浸紙電容式套管簡介

HETA型環(huán)氧樹脂浸紙電容式套管的主絕緣為環(huán)氧樹脂在真空狀態(tài)下浸漬以高電氣性能絕緣值纏繞的電容芯子并經(jīng)固化而成。這種套管具有結(jié)構(gòu)簡湊、體積小、重量輕、無油、免維護、防爆、任意角度安裝等特點，運行過程中無局部放電現(xiàn)象。在大型發(fā)電機變壓器組的工程應(yīng)用中，HETA型環(huán)氧樹脂浸紙電容式套管多用于發(fā)電機出口離相母線與主變壓器低壓側(cè)之間的電氣連接。

產(chǎn)品與離相母線及變壓器的電氣連接如圖所示。

圖 電氣連接

1.2 HETA型環(huán)氧樹脂浸紙電容式套管的工程應(yīng)用

某電廠500kV電壓等級＃4主變壓器低壓側(cè)額定電流為24377.7A，額定電壓27.0kV，電氣連接端為發(fā)電機出口離相母線?？紤]變壓器低壓側(cè)額定電流大，該工程主變壓器低壓側(cè)絕緣套管選擇使用傳奇電氣（沈陽）有限公司HETA型環(huán)氧樹脂浸紙電容式套管。

主變壓器參數(shù)，如表1所示。

表1 主變壓器參數(shù)

低壓側(cè)套管參數(shù)，如表2所示。

表2 低壓側(cè)套管參數(shù)

該主變低壓側(cè)套管設(shè)置有標準試驗抽頭，用于測量套管主絕緣介損值及電容量，出廠試驗電壓為10kV。根據(jù)GB50150電氣設(shè)備交接試驗規(guī)程要求，針對此型號套管的現(xiàn)場常規(guī)試驗項目主要包含：套管主絕緣的絕緣電阻值測量、試驗抽頭絕緣電阻值測量、主絕緣介損及電容量測量。

2 HETA型套管受潮情況及處理經(jīng)過

2.1 初步判斷受潮的試驗數(shù)據(jù)

變壓器低壓側(cè)套管，出廠包裝為簡易包裝，僅在套管法蘭下部使用密封膜包裹，現(xiàn)場露天存放10個月，其間經(jīng)歷梅雨季節(jié)，拆封時密封膜外部掛水嚴重。

經(jīng)現(xiàn)場使用丙酮清潔及初步晾曬后，進行了主絕緣介損試驗（正接法），試驗數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 試驗數(shù)據(jù)

根據(jù)GB50150電氣設(shè)備交接試驗規(guī)程要求，電容型套管的實測電容量與出廠值比較，差值在±5%范圍內(nèi)；澆鑄樹脂電容式套管介損值 （%）不應(yīng)大于1.5%。

分析試驗數(shù)據(jù)，三支套管電容量與出廠值比較符合規(guī)程及廠家技術(shù)標準要求，但介損值、比較出廠值均偏大，且B相已超出規(guī)程限定范圍。考慮到套管體積較小，局部絕緣降低對整體介損值偏高也會有影響，建議清潔試驗小瓷套，排除對套管整體介損值的影響。經(jīng)過清潔處理后，介損值測量數(shù)據(jù)保持不變。

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)及外觀檢查，此批次套管，沒有機械損傷，外觀良好，標準試驗抽頭未受損和污染，初步判斷其主絕緣未受到破壞，但由于露天存放時間過長，法蘭以下浸入變壓器部分的環(huán)氧樹脂澆鑄體及密封墊圈受潮。

此電容式套管介損試驗數(shù)據(jù)超標，導(dǎo)致變壓器低壓側(cè)附件吊裝工作延期。

2.2 初步干燥處理后試驗數(shù)據(jù)

根據(jù)初步判斷結(jié)論，現(xiàn)場使用熱風(fēng)機對套管法蘭下部環(huán)氧樹脂包裹部分和密封墊圈進行熱風(fēng)吹干處理，并在處理后轉(zhuǎn)入干燥環(huán)境存放，利用環(huán)境空氣濕度相對較低對套管進行自然干燥。

經(jīng)過7天自然干燥后，再次進行預(yù)裝前套管的主絕緣介損試驗（正接法），試驗數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 試驗數(shù)據(jù)

試驗數(shù)據(jù)分析，電容量未發(fā)生明顯變化，介損值均有所下降，但仍超出廠家值較高。經(jīng)過自然干燥，絕緣受潮有恢復(fù)的跡象，B相介損值已恢復(fù)到規(guī)程最低安裝要求，其他數(shù)據(jù)未反映主絕緣降低。

因現(xiàn)場受條件限制，且套管體積過大，無適合的烘箱進行干燥處理?？紤]將低壓套管電容量符合規(guī)程規(guī)定，僅介損超標，故安排將其安裝至變壓器本體后，通過變壓器真空注油、整體熱油循環(huán)，進行套管的干燥處理。

2.3 變壓器注油后熱油循環(huán)與本體、套管的排氣處理

在套管安裝至本體后，立即進行真空注油，并經(jīng)過熱油循環(huán)處理且靜置24h后，通過低壓側(cè)電容式套管的試驗抽頭位置對套管主絕緣進行介損試驗（正接法），試驗數(shù)據(jù)如表5所示。

表5 試驗數(shù)據(jù)

分析試驗數(shù)據(jù)，電容量符合產(chǎn)品標準值，但介損值依舊超出預(yù)想，達到幾倍于出廠數(shù)據(jù)，且A、C兩相較安裝前數(shù)據(jù)偏大。實際情況是套管法蘭下部已浸入變壓器油中，套管介損的試驗條件較安裝前的要好，不應(yīng)有受潮情況?？紤]安裝過程以及熱油循環(huán)過程中聚集在變壓器內(nèi)以及套管底部的氣體，對試驗數(shù)據(jù)的影響，在對套管進行排氣后，再進行主絕緣介損試驗，試驗數(shù)據(jù)（正接法）如表6所示。

表6 試驗數(shù)據(jù)

測試數(shù)據(jù)達到交接試驗規(guī)程要求，可以進行交接試驗規(guī)程中的其他絕緣試驗，例如感應(yīng)耐壓及局放測試等。

2.4 低壓側(cè)套管受潮處理完成后其他常規(guī)絕緣試驗情況

（1）繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)的試驗數(shù)據(jù)（見表7）

表7 試驗數(shù)據(jù)

測試結(jié)論：換算至出廠值無明顯變化，符合GB50150要求。

（2）繞組連同套管的介質(zhì)損耗因數(shù)與電容量測試（見表8）

表8 試驗數(shù)據(jù)

測試結(jié)論：經(jīng)換算，換算至出廠值無明顯變化，符合GB50150要求。

（3）額定電壓下沖擊合閘試驗

經(jīng)過高壓側(cè)額定電壓5次沖擊合閘試驗后，變壓器運行無異常響聲，勵磁涌流及其衰減時間正常，低壓側(cè)套管無異常現(xiàn)象。后經(jīng)發(fā)變組、單元機組168h試運行后，變壓器安全穩(wěn)定投入運行。

（4）絕緣油的試驗及檢測

1）油中水分含量：經(jīng)取樣送檢后，上層油面、底層油箱的油樣均＜10mg／L。

2）色譜分析：在熱油循環(huán)結(jié)束靜置后、耐壓局放試驗后、額定電壓沖擊合閘后，絕緣油色譜分析送檢均無異常，油中未見乙炔、總烴含量未超標。

3 HETA型套管受潮處理結(jié)論

經(jīng)過丙酮擦拭、吹風(fēng)機風(fēng)干、自然干燥、熱油循環(huán)干燥、排氣等一系列措施，以及多次的主絕緣介損測試試驗，最終得到HETA型套管受潮處理結(jié)論：

1）經(jīng)過處理HETA型套管的主絕緣介損試驗數(shù)據(jù)滿足規(guī)程及廠家技術(shù)要求。

2）熱油循環(huán)對環(huán)氧樹脂浸紙電容式套管受潮后的干燥有積極的作用。

3）環(huán)氧樹脂浸紙電容式套管的主絕緣介損試驗，應(yīng)在底部充油的條件下進行，底部暴露于空氣中時，應(yīng)考慮環(huán)境濕度對數(shù)據(jù)的影響。

4）建議對此類型電容式充油套管進行試驗時，模擬安裝完成的環(huán)境進行相關(guān)介質(zhì)損耗測試。有條件的情況下，可制作臨時升高座，垂直安裝后注油進行介質(zhì)損耗測試。

4 同類型工程安裝及試驗建議

4.1 供貨方式及到貨后的保存與防潮

建議體積較小的環(huán)氧樹脂浸紙電容式套管，出廠時盡量保證帶油工作部位浸入變壓器油中運輸，可采取加裝底座的方法?，F(xiàn)場的保管環(huán)境盡量保持在環(huán)境干燥、溫度恒定的室內(nèi)。

4.2 套管受潮程度分析建議

根據(jù)工程的實際經(jīng)驗，對于體積較小的環(huán)氧樹脂浸紙電容式套管絕緣情況的判斷標準，可以主要考慮電容量、介損值作為參考。介損值若超出廠家值部分應(yīng)綜合判斷考慮，在滿足規(guī)程要求范圍內(nèi)可以先予以安裝。經(jīng)試驗分析及綜合判斷后，套管在受潮不嚴重的情況下，可以與變壓器本體一同進行抽真空、熱油循環(huán)進行干燥處理。

5 結(jié)束語

以上是變壓器安裝過程中遇到的實際技術(shù)問題，希望起到拋磚引玉的作用，使今后同類型工程應(yīng)用更安全、可靠、經(jīng)濟。