一起500kV換流變壓器出廠(chǎng)試驗(yàn)故障分析

摘要：文章闡述了一臺(tái)換流變壓器在出廠(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中，網(wǎng)側(cè)感應(yīng)操作沖擊試驗(yàn)時(shí)發(fā)生內(nèi)部絕緣擊穿的事故及其處理經(jīng)過(guò)，通過(guò)分析故障前后試驗(yàn)波形，并結(jié)合故障后器身及繞組解體檢查結(jié)果分析了此次故障的放電路徑及主要原因，強(qiáng)調(diào)了換流變制造過(guò)程中的重點(diǎn)質(zhì)量控制措施及出廠(chǎng)試驗(yàn)分析的重要性。

關(guān)鍵詞：換流變壓器；出廠(chǎng)試驗(yàn)；操作沖擊試驗(yàn)；絕緣擊穿；質(zhì)量控制 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM406 文章編號(hào)：1009-2374（2015）12-0137-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.12.068

1 概述

換流變壓器是換流站的核心設(shè)備，它的質(zhì)量性能直接關(guān)系到直流輸電系統(tǒng)的安全可靠性和整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行情況，而決定換流變產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素主要有設(shè)計(jì)、材料和工藝三大塊；對(duì)已選型的換流變，把控產(chǎn)品質(zhì)量的最有效的方法就是在制造過(guò)程中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)、在出廠(chǎng)試驗(yàn)時(shí)嚴(yán)格、準(zhǔn)確地考核產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)。本文介紹的就是一起在出廠(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中因試驗(yàn)分析不到位，未能及時(shí)、準(zhǔn)確地識(shí)別出換流變潛在絕緣缺陷，致使產(chǎn)品在后續(xù)試驗(yàn)過(guò)程中損傷擴(kuò)大化的產(chǎn)品質(zhì)量事件。

2 事故經(jīng)過(guò)

此臺(tái)換流變壓器為昭通換流站26臺(tái)中第一臺(tái)進(jìn)行出廠(chǎng)試驗(yàn)（按型式試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行）的換流變，型號(hào)：ZZDFPZ-317600/500，電壓組合：，冷卻方式：ODAF，兩主柱并聯(lián)結(jié)構(gòu)，繞組排列方式：閥-網(wǎng)-調(diào)-鐵芯。2012年1月14日，在進(jìn)行完網(wǎng)、閥側(cè)雷電沖擊試驗(yàn)及閥側(cè)繞組施操作沖擊試驗(yàn)之后，開(kāi)始對(duì)網(wǎng)側(cè)繞組施加1175kV電壓做感應(yīng)操作沖擊試驗(yàn)。在施加-50%操作波電壓時(shí)，電壓波形無(wú)明顯異常，但波前存在細(xì)小振蕩，這已暴露出設(shè)備可能存在局部缺陷，但現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及監(jiān)造人員并未對(duì)此引起注意，當(dāng)?shù)谝淮问┘?100%電壓時(shí)，換流變出現(xiàn)異常響聲且錄波電壓、電流波形出現(xiàn)畸變（試驗(yàn)電壓、電流波形見(jiàn)圖1），變壓器發(fā)生內(nèi)部故障，試驗(yàn)被迫中斷。

3 故障處理

根據(jù)換流變?cè)囼?yàn)時(shí)出現(xiàn)異常響聲且錄波電壓、電流波形發(fā)生畸變，而現(xiàn)場(chǎng)對(duì)換流變外部及試驗(yàn)回路檢查后并未發(fā)現(xiàn)異常，同時(shí)結(jié)合故障前后變壓器油色譜結(jié)果對(duì)比分析（油色譜分析結(jié)果見(jiàn)表1），基本可以判斷故障發(fā)生在變壓器內(nèi)部，故障點(diǎn)可能位于網(wǎng)側(cè)繞組到鐵芯范圍之間，具體故障點(diǎn)需解體檢查后才能確定。

對(duì)故障變壓器器身進(jìn)行脫油處理后進(jìn)行檢查外部，未發(fā)現(xiàn)異常；解體柱Ⅰ整體線(xiàn)圈，也未發(fā)現(xiàn)異常；解體柱Ⅱ整體線(xiàn)圈，發(fā)現(xiàn)有3處明顯的放電故障點(diǎn)，分別位于柱Ⅱ網(wǎng)側(cè)線(xiàn)圈上部靜電環(huán)32～33間隔處、柱Ⅱ調(diào)壓線(xiàn)圈內(nèi)地屏50～51撐條間隔處以及柱Ⅱ項(xiàng)18角環(huán)B面夾層處，故障情況如圖2所示：

在對(duì)發(fā)生放電故障的項(xiàng)18角環(huán)進(jìn)行解體檢查后，發(fā)現(xiàn)角環(huán)內(nèi)部有明顯放電痕跡（如圖3所示），基本可以判斷該角環(huán)由于在制造過(guò)程中存在質(zhì)量缺陷，角環(huán)內(nèi)部可能存在氣泡或是非金屬雜質(zhì)，導(dǎo)致在高電場(chǎng)條件下發(fā)生絕緣擊穿故障。在找到故障點(diǎn)后，廠(chǎng)家對(duì)所有損壞的絕緣件進(jìn)行了更換，并對(duì)網(wǎng)側(cè)靜電環(huán)以及調(diào)壓線(xiàn)圈內(nèi)地屏進(jìn)行了修理?；謴?fù)整體線(xiàn)圈后，其余返修工藝按正常工藝要求執(zhí)行。與此同時(shí)，廠(chǎng)家及監(jiān)理人員在此后昭通換流站同批訂購(gòu)的25臺(tái)換流變制造過(guò)程中也必須嚴(yán)格把控原材料質(zhì)量關(guān)，確保產(chǎn)品的出廠(chǎng)質(zhì)量。

4 故障原因分析

鑒于昭通換流站YY型換流變主絕緣結(jié)構(gòu)與貴廣Ⅱ回興仁站是完全一樣的，后者目前已安全運(yùn)行多年，廠(chǎng)家對(duì)該產(chǎn)品設(shè)計(jì)場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行了校算，校算結(jié)果顯示設(shè)計(jì)裕度滿(mǎn)足要求，說(shuō)明產(chǎn)品結(jié)構(gòu)本身沒(méi)問(wèn)題。通過(guò)對(duì)柱Ⅱ整體線(xiàn)圈解體檢查結(jié)果分析，故障原因應(yīng)是項(xiàng)18角環(huán)本身存在一定的質(zhì)量缺陷，在換流變進(jìn)行前期絕緣試驗(yàn)過(guò)程中，角環(huán)缺陷部位絕緣很有可能已遭到局部破壞。在施加-50%操作波電壓時(shí)，電流波形波前已存在細(xì)小振蕩，該細(xì)節(jié)已暴露出設(shè)備可能存在局部絕緣缺陷，但現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及監(jiān)造人員并未據(jù)此做出正確判斷，而是繼續(xù)進(jìn)行100%電壓操作沖擊試驗(yàn)，致使試驗(yàn)損傷擴(kuò)大化。在進(jìn)行操作沖擊試驗(yàn)時(shí)絕緣擊穿，導(dǎo)致網(wǎng)側(cè)靜電環(huán)對(duì)地屏擊穿，放電路徑如圖4所示：

5 結(jié)語(yǔ)

此次故障的主要原因是由于該片角環(huán)質(zhì)量存在問(wèn)題，即角環(huán)內(nèi)部存在非金屬雜質(zhì)，角環(huán)內(nèi)存在局部絕緣缺陷，在進(jìn)行操作沖擊試驗(yàn)時(shí)高電場(chǎng)區(qū)域發(fā)生絕緣擊穿事故。這進(jìn)一步反映了在產(chǎn)品制造過(guò)程中原材料的質(zhì)量保證是產(chǎn)品質(zhì)量的第一關(guān)鍵因素，在原材料進(jìn)貨檢驗(yàn)中一定要嚴(yán)格按照進(jìn)貨檢驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行檢驗(yàn)，為生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品作保證。同時(shí)，該事件也給換流變廠(chǎng)家及監(jiān)理工作者做出了重要的警示，把控?fù)Q流變生產(chǎn)質(zhì)量的最有效的方法就是在制造過(guò)程中嚴(yán)把產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)、在出廠(chǎng)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格考核產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)，尤其要在試驗(yàn)過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)波形的分析，確保能及時(shí)、準(zhǔn)確地識(shí)別出設(shè)備存在的隱患及局部缺陷，避免造成試驗(yàn)損傷擴(kuò)大化，甚至將設(shè)備隱患、缺陷遺留至運(yùn)行階段。

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作者簡(jiǎn)介：王典浪（1986-），男，四川達(dá)州人，中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司曲靖局助理工程師，研究方向：換流站一次設(shè)備維護(hù)及預(yù)防性試驗(yàn)。

（責(zé)任編輯：陳 倩）