一起500kV主变高压套管末屏烧损故障分析及处理

一起500kV主变高压套管末屏烧损故障分析及处理 江西电力第34卷2010年第3期 17 文章编号:1006-348X(2010)03,0017,03 陶玉骏,黄斌,罗利云 (江西省电力公司超高压分公司，江西南昌330029) 摘要:变压器套管担负着固定引线以及保证引线对地绝缘的作用。若 其存在缺陷或发生故障，将直接危及变压器 的安全运行及其供电可靠性。本文以一起500kV主变高压套管末屏烧 损故障为例，分析了造成高压套管末屏烧损的原因，并结合电气试验、油 色谱分析和实践经验提出了具体的处理方法和防范措施，保证系统及设备 的安全运行。关键词:变压器;套管;末屏;放电中图分类号:TM421 文献标识码:A Abstract:Thebushingshelloftransformerisusedtofixtheleadingwireandensuresinsulation.Therefore,ifthereisanyflaworaccidentitwillinfluencethesafetyoperation.Takinganendshieldburninglossofhigh-voltagecapacitorbushingshellof500kVtransformerasexample,thepaperanalyzedthereasonofendshieldburningloss.Thentreatmentsareproposedbasedonelectricaltests,characteristicanalysisandexperiencetopreventsimilaraccidentandensuresafetyoperation. Keywords:transformer;bushingshell;endshield;discharge 0引言 变压器套管是将变压器内部的高、低压引线引到油箱外部的出线装置。套管担负着固定引线以及保证引线对地绝缘的作用。如果变压器套管存在缺陷或发生故障，将直接危及变压器的安全运行及其供电可靠性。近年来，运行中的套管事故率和故障率都呈上升趋势。据不完全统计，2000年以来，500kV变压器套管在运行中发生爆炸、着火事故的已有10多次。 套管的缺陷与异常中最为常见的有套管接头过热、渗漏油、介损超标和套管末屏接地不良故障，其中，套管末屏接地不良会引起放电烧损变压器套管末屏、引起套管绝缘能力下降、引起套管着火等事故，却又难以在运行中发现。因此，积极开展对其监测的研究，十分必要。 组成的密封容器中，它们之间的接触面衬以耐油橡胶垫圈，并通过设置在油枕内的一组强力弹簧所施加的中心压紧力作用，使套管内部处于良好的密封状态，与外界大气隔绝。容器内充有经处理过的变压器油，使内部主绝缘成为油—纸结构，以提高绝缘能力。为了满足机械强度及抗震能力要求，还在上瓷件下端设有卡装结构。油枕可对套管内的油在温度、压力变化时进行补偿，油枕上采用磁性指针式油表，使得套管内油位一目了然。油枕和法兰采用铸铝件，提高产品的抗锈能力，并减轻了产品的重量，美化了外观水平;法兰上设有取油装置和测量端子，测量端子是从电容芯子最外一层电容屏卷入一层约0.3mm厚、50mm宽的铜带，电容芯子机械加工后，挖一小窗口，使铜带露出，然后用焊锡焊上软铜绞线与接地小套管内部导杆相连接，通过绝缘套管引出的，作为套管介损、局放测量之用。运行时，测量端子的外罩一定要罩上，保证末屏接地，严禁开路。 1油浸电容式套管的基本结构 油纸电容式变压器套管主要由电容芯子、油枕、 2故障情况介绍 2010年4月某500kV变电站1号主变定检期 法兰、上下瓷套组成，主绝缘为电容芯子，采用同心电容串联而成，封闭在上下瓷套、油枕、法兰及底座 收稿日期:2010,04,29 作者简介:陶玉骏(1966-)，男，技师，从事高电压试验与检修工作。 间，根据《电气设备预防性试验规程》对1号主变本 18 体进行预防性试验，拆开主变A相高压套管末屏测量端子的外罩后发现测量端子及其外罩放电烧损严重，外罩上的密封垫圈也全部烧损，如图1所示。 图1 打开测量端子的外罩后现场情况 图2烧损的末屏 发生的末屏烧损的套管为南京电气有限公司 2006年3月生产的BRLW-550/1250-3型油纸电容 式变压器套管。2006年投入运行。主变本体为保定天威保变电气股份有限公司2003年9月生产的 ODFPSZ-250000/500型变压器，2004年投入运行。运 行以来历次试验结果均合格，运行中也未发现异常。 3故障原因分析及处理过程 现场检查未发现变压器高压套管末屏内有漏 油、渗水情况，排除绝缘受潮、密封不良导致放电的可能;观察变压器高压套管末屏烧损痕迹，初步认定放电主要发生在末屏测量端子与其外罩之间，检查发现末屏测量端子的外罩底部弹簧未完全弹起，分析放电的原因可能为高压套管末屏接地不良。为进一步确认套管内部是否存在放电现象，取套管油进行试验，结果如表1所示。 由表1可知，套管油内未发现烃类气体，甲烷的含量也很低，说明套管内部无放电发生，放电仅存在于末屏测量端子与其外罩之间。 江西电力第34卷2010年第3期 表1 主变A相高压套管油试验结果 初始值 实测值 注意值 微水含量/mg?L-1 7.68.310H2/uL?L-1019.350CO/uL?L-123725/CO2/uL?L-11232249/CH4/uL ?L-117.4/C2H2/uL?L-100/C2H4/uL?L-100/C2H6/uL?L-100/总烃/uL?L-1 50 联系厂家购买主变A相套管末屏，将已烧损套管末屏拆开，用布堵住末屏周围的窗口防止套管油 外溢，将连接软铜绞线与接地小套管内部导杆上的焊锡熔断，更换新的套管末屏后，重新用焊锡将软铜绞线与接地小套管内部导杆相连接。 图3烧损末屏的内部导杆 对拆下的已烧损套管末屏进行检查，未发现高压套管末屏内部的导杆上存在放电痕迹，如图3示。综合现场情况分析故障原因为高压套管末屏测量端子的外罩底部弹簧未完全弹起，虽然外罩已经旋紧，但是与末屏测量端子的接触不良。长期运行电压下，末屏测量端子与其外罩之间因接触不良而出现发热放电现象，使套管末屏测量端子与外罩发生烧结损伤。新更换的末屏测量端子及其外罩结构如图4示。 图4末屏测量端子及其外罩结构 江西电力第34卷2010年第3期 19 作，也能保证套管末屏经常处于良好、可靠的接地状态。 更换变压器套管末屏后，采用Megger数字式绝缘测试仪对套管进行末屏对地绝缘电阻试验，结果如表2示。采用AI-6000自动抗干扰精密介质损耗测量仪对套管进行介损试验，结果如表3示。 表2主变高压套管末屏对地绝缘电阻试验结果 套管末屏对地绝缘电阻/GΩ 2)对套管进行试验后，确保末屏测量端子接地 良好，而不是仅仅确定外罩已盖紧。 3)定期对套管末屏部分进行红外测温检查，力 争及时发现接触不良等缺陷。 A相高压套管B相高压套管C相高压套管 表3 测量位置 上层油温/? 64.810164.7 4)发现套管末屏存在放电现象后，需要通过油 化试验等手段进一步确认套管内部是否存在放电现象。 主变高压套管介损试验结果介损/% 实测电容值/pF 初始电容值/pF 初值差 5)目前，对套管的末屏接地装置接地可靠性缺 ?% -0.49-1.26-1.22 乏有效的检测手段，建议开展末屏良好接地监测的试验和研究，将末 屏接地不良故障减少到最小。 参考文献: A相B相C相 181819 0.3970.4560.438 623.9587.5581.8 627595589 [1]严璋,朱德恒.高电压绝缘技术[M].北京:中国电力出版社,2001. [2]DL/T596-1996.电力设备预防性试验规程[S].北京:中国电 力出版社,1997. 由表2、3可知，更换变压器套管末屏后，变压器套管末屏对地绝缘满足规程要求，介损试验结果在合格范围之内，实测电容值与初测值相比变化非常小，可以保证变压器安全运行。试验结束后，确保末屏测量端子接地良好，而不是仅仅确定外罩已盖紧。 [3]黄世英.电气试验[M].北京:中国电力出版社,2002.[4]钟洪壁等编.电力变压器检修与试验[M].北京:中国 电力出版社,2000. 4结论 [5]陈润晶,王世.油浸电容式套管末屏故障分析及处理[J].华 中电力,2005,18(2):72-74. 套管的末屏接地不良是引起套管不正常运行的多发故障，其后果也比较严重。通过分析变压器高压套管末屏烧损故障，结合高压电气试验的结果，提出以下建议: [6]凌愍.变压器用电容型套管故障简析[J].变压器,2009,46(3):62-68. [7]王世阁,钟洪壁.电力变压器故障分析与技术改进[M].北 京:中国电力出版社,2004. 1)制造厂对其结构加以改进，采用相对固定连 接方式的末屏结构。即使在现场试验进行拆、接操(上接) 当ω从0到，?递增时，这个复数阻抗依次具有串联谐振、并联谐振， 它们的谐振频率是交替相间出现的。这个物理现象和米哈伊洛夫曲线依次和实轴、虚轴相交的概念，具有内在联系。可见采用连分式负定判据，它的数学原理简单清晰、和各种多项式方程负定的判据都有明确关系，而且其系数ci为负数的个数，就是根的实部为正的个数。当辗转相除过程出现缺项时，它可以通过提出p3等项，让辗转相除依然可以继续，以便了解正根的分布情况。如果辗转相除中，出现残留分式中有分子全为零的情况，表明多项式方程包含了因子分式，可综合已求出的系数，接力分析根的分布状况，它比之用劳斯、古尔维茨等判据还更方便些。 [8]张淑珍.500kV变压器、电抗器的套管事故及障碍分析[J]. 电力设备,2002,3(4):7,11. ???????????????????????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????? 图3连分式系数构成的联系阻抗 参考文献: [1]张旭俊，乐一健.算子矩阵的稳定性判别研究[J].江西电力，1983(4). [2]张旭俊.正弦逻辑向量和相全能阻抗继电器[J].南京电力自 动化所技术通信,1976(1). [3]腾弗森.电力系统的机电暂态过程[M].北京:科学出版社,1969. [4]蔡尚峰.自动控制理论[M].北京:机械工业出版社,1980.