抽水蓄能電站主變壓器中性點(diǎn)套管末屏改造

丁建波，吳 妍，胡立昂

（河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050300）

抽水蓄能電站主變壓器中性點(diǎn)套管末屏改造

丁建波，吳 妍，胡立昂

（河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050300）

重點(diǎn)介紹了主變壓器中性點(diǎn)套管末屏接地裝置結(jié)構(gòu)、隱患消除、提高末屏接地裝置接地可靠性的方案和處理方法，為國(guó)內(nèi)抽水蓄能電站在該方面的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和技術(shù)改造提供借鑒作用。

抽水蓄能；主變壓器；中性點(diǎn)套管末屏；可靠性

1 引言

變壓器套管是將變壓器內(nèi)部的高、低壓引線引到油箱外部的出線裝置。套管作為引線對(duì)地的絕緣，還擔(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。由于它在運(yùn)行中除應(yīng)承受長(zhǎng)期負(fù)載電流外，還應(yīng)能承受短時(shí)的瞬時(shí)過(guò)熱。如果變壓器套管存在缺陷或者發(fā)生故障，將直接危及變壓器的安全運(yùn)行及其供電可靠性。近年來(lái)，運(yùn)行中的套管事故率和故障率都呈上升趨勢(shì)。具不完全統(tǒng)計(jì)，2000年以來(lái)，500 kV變壓器套管在運(yùn)行中發(fā)生爆炸、著火事故的有9次之多。油浸電容式套管故障的形成主要是結(jié)構(gòu)和制造工藝不良、安裝工藝不良等造成套管接頭過(guò)熱。

套管分純瓷套管、充油套管、充氣套管、電容式套管等不同形式，為了使110 kV及以上套管輻向和軸向場(chǎng)強(qiáng)均勻，其絕緣結(jié)構(gòu)一般采用電容型，即在導(dǎo)電桿上包上許多絕緣層，其間根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)分布特點(diǎn)夾有許多鋁箔，以組成一串同心圓柱型電容器。最外層鋁箔即末屏通過(guò)小套管引出，作為驗(yàn)證變壓器性能是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件的預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目。套管試驗(yàn)主要檢測(cè)變壓器主絕緣和電容式套管末屏對(duì)地絕緣電阻、套管介質(zhì)損耗、電容量和局部放電量等，末屏在運(yùn)行中應(yīng)良好接地。另外，如果運(yùn)行中由于各種原因造成末屏不健全或接地不良，那么，末屏?xí)纬梢粋€(gè)電容，而這個(gè)電容遠(yuǎn)小于套管本身的電容，按照電容串聯(lián)原理，將在末屏與地之間形成很高的懸浮電壓，造成末屏對(duì)地放電，燒毀附近的絕緣物，嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生套管爆炸事故。

張河灣公司主變壓器采用重慶ABB公司的產(chǎn)品，型號(hào)為SSP-300MVA/500KV。其中性點(diǎn)套管采用傳奇電氣（沈陽(yáng)）有限公司油浸紙電容式套管。該套管有專用的試驗(yàn)用末屏接地端。主變壓器中性點(diǎn)套管末屏接地裝置有兩個(gè)功能：①主變壓器運(yùn)行時(shí)作為套管末屏接地用；②主變壓器檢修時(shí)通過(guò)接地裝置對(duì)套管進(jìn)行絕緣試驗(yàn)、介損試驗(yàn)等相關(guān)試驗(yàn)。

2 背景

傳奇電氣（沈陽(yáng)）有限公司2007年以前生產(chǎn)的電容型變壓器套管，末屏均采用老式彈簧壓接式末屏接地結(jié)構(gòu)，末屏接地為引線柱通過(guò)接地銅套與鋁制金屬接地柱連接接地。引線柱與銅套之間通過(guò)彈簧壓力接觸，這種接觸方式并不可靠，在彈簧彈性不足或接觸面受潮氧化后接觸電阻會(huì)明顯增大，造成接地套與鋁制金屬接地柱之間接觸不良或斷開(kāi)，導(dǎo)致末屏接地引線處放電及絕緣燒損。

2012年4月，湖南供電公司船山變?cè)囼?yàn)人員在打開(kāi)2號(hào)主變B相高壓套管末屏防雨蓋準(zhǔn)備進(jìn)行套管例行試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)末屏處滲油，采用1 000 V檔位測(cè)試套管末屏絕緣電阻，搖表電壓只能升至230 V左右，絕緣電阻測(cè)試值顯示為80 kΩ（即絕緣不合格），擰松A相高壓套管的末屏防雨蓋時(shí)噴出大量黑油，從A、B相套管頂部取油樣做色譜檢測(cè)發(fā)現(xiàn)油中含有乙炔，進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)末屏出線裝置的密封絕緣件已燒破穿孔。

2009年3月，保定供電公司220 kV棋盤變電站3號(hào)主變進(jìn)行春檢預(yù)試時(shí)，例行對(duì)變壓器套管進(jìn)行高壓和油務(wù)試驗(yàn)。在進(jìn)行高壓套管絕緣油色譜試驗(yàn)時(shí)根據(jù)色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，3號(hào)主變C相高壓套管氫氣、乙炔含量嚴(yán)重超標(biāo)，通過(guò)三比值法判斷為套管內(nèi)部存在電弧性放射故障，存在嚴(yán)重缺陷。

此外，近幾年，采用彈簧壓接式結(jié)構(gòu)接地方式的套管在多家單位都有過(guò)多起末屏接地不良的記錄。改造主變壓器中性點(diǎn)套管末屏接地裝置結(jié)構(gòu)，旨在消除隱患，從而提高末屏接地裝置接地可靠性。

本改造項(xiàng)目主要工作內(nèi)容包括

（1）拆除1～4號(hào)主變壓器套管原有末屏（試驗(yàn)抽頭）；

（2）對(duì)1～4號(hào)主變壓器套管安裝新型末屏（試驗(yàn)抽頭）；

（3）對(duì)新安裝末屏（試驗(yàn)抽頭）進(jìn)行試驗(yàn)。

3 影響主變壓器中性點(diǎn)套管末屏接地可靠性的因素分析

3.1 原因分析

圖1 原因分析

3.2 定性分析

對(duì)于各個(gè)末端因素進(jìn)行了結(jié)果定性（表1）。

4 解決方案

為了消除隱患，提高末屏接地裝置接地可靠性，提出改造主變壓器中性點(diǎn)套管末屏接地裝置結(jié)構(gòu)，①去掉壓緊彈簧式結(jié)構(gòu)采用新式結(jié)構(gòu)，徹底解決彈簧長(zhǎng)時(shí)間受力后無(wú)法彈回；②去掉銅套和銅芯接觸式接地，防止接觸面受潮后電阻增大，影響接地效果。

老式彈簧壓接式末屏接地裝置如圖2，接地裝置外部銅套靠底部彈簧壓緊，可上下移動(dòng)。

圖2 老式彈簧壓接式末屏接地裝置

（1）針對(duì)要因，提出方案如圖3所示。

圖3 改造方案

主變壓器中性點(diǎn)套管通過(guò)內(nèi)部引線與接地裝置銅芯相連，銅芯通過(guò)彈簧片與接地裝置外殼相連，接

表1 末端因素定性分析結(jié)果

地裝置外殼與地線相連，即可以保證末屏與地的可靠連接，同時(shí)在上部加裝固定蓋用于防塵防潮，預(yù)防接觸面受潮。

根據(jù)思路尋找廠家改造相關(guān)接地裝置，最終接地裝置如圖4所示。

TM411

B

1672-5387（2016）12-0016-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.12.006

2016-08-29

丁建波（1986-），男，工程師，從事抽水蓄能電站運(yùn)行維護(hù)工作。