500 kV主變壓器低壓套管故障判別與分析

王家勛++付可弘++趙文彬++黃有園++張哲

摘要：套管是變壓器的重要組件之一，近年來因其制造工藝及質(zhì)量問題引起的故障逐漸增加。通過對一起500 kV主變壓器低壓套管內(nèi)部故障過程及原因進(jìn)行分析，為電力生產(chǎn)工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：變壓器；套管；密封不良；絕緣受潮

中圖分類號：TM403.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2017）05-0034-02

電力變壓器是電網(wǎng)中最重要的設(shè)備，其穩(wěn)定可靠運(yùn)行對電力系統(tǒng)安全具有非常重要的意義。套管是變壓器的重要組件之一，是將變壓器內(nèi)部高壓線引到油箱外部的出線裝置，起著引線對地絕緣和固定的作用。近年來，由套管制造工藝及質(zhì)量問題引起的故障，在變壓器故障中占有一定的比例。對一起500 kV主變壓器低壓套管內(nèi)部故障及原因進(jìn)行分析，以期為電力生產(chǎn)工作提供借鑒。

1 某500 kV主變壓器故障發(fā)生經(jīng)過

某500 kV變電站2號主變采用3臺型號為ODFS-334000/500的單相自耦三繞組變壓器，變壓器低壓66 kV側(cè)經(jīng)匯流母線接成角形11點(diǎn)接線。某日16時(shí)03分，該變電站運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)監(jiān)控后臺頻繁上報(bào)“66 kV故障錄波器啟動(dòng)、復(fù)歸”的報(bào)文，立即對監(jiān)控后臺中的遙測量數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)66 kV的2母線相電壓發(fā)生異常變化（見圖1），即C相電壓降低，A，B相電壓升高，判斷2號主變低壓側(cè)的66 kV系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障。在向調(diào)度匯報(bào)“準(zhǔn)備對2號主變低壓側(cè)的66 kV設(shè)備逐個(gè)停電，查找并隔離接地故障點(diǎn)”后，運(yùn)行人員遠(yuǎn)距離觀察2號主變低壓側(cè)的66 kV設(shè)備，沒有發(fā)現(xiàn)接地電弧，使用紅外測溫儀檢查也未發(fā)現(xiàn)電弧發(fā)熱。在檢查的過程中，運(yùn)行人員聽到2號主變方向傳來一聲悶響，與此同時(shí)監(jiān)控后臺顯示66 kV的2母線C相電壓降至0 kV，A相、B相電壓升高至√3倍，并上報(bào)“2號主變輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作”信號，詳見圖2。但2號主變?nèi)嗤庥^均無異常，待非電量保護(hù)屏“A相輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作”信號燈點(diǎn)亮后，分析判斷極有可能是2號主變A相低壓尾端套管或繞組在變壓器內(nèi)部發(fā)生接地故障，向調(diào)度匯報(bào)后按指令將2號主變停電。故障發(fā)生時(shí)，2號主變低壓66 kV側(cè)電氣接線情況見圖3。

2 套管故障原因分析

2號主變停電后檢查，發(fā)現(xiàn)A相瓦斯繼電器內(nèi)有氣體。現(xiàn)場取氣并初步檢測，該氣體為無色、可燃?xì)怏w；取油樣進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，油中的乙炔含量達(dá)12 μL/L，嚴(yán)重超標(biāo)。2號主變A相低壓尾端套管上部的將軍帽處開始漏油，絕緣電阻試驗(yàn)結(jié)果顯示，低壓尾端套管出線端子對地之間的絕緣電阻為0 Ω。排油內(nèi)檢確認(rèn)2號主變A相低壓尾端套管下瓷套已被電弧擊碎，套管內(nèi)部的電容屏存在放電痕跡。

該套管返廠解體后發(fā)現(xiàn)，故障原因?yàn)樵撎坠茉诎惭b將軍帽時(shí)沒有按照工藝要求對稱擰緊螺桿，造成套管將軍帽一邊安裝過緊、一邊翹起，表現(xiàn)為間隙不均勻。此微小缺陷在套管運(yùn)輸振動(dòng)和運(yùn)行振動(dòng)的作用下緩慢擴(kuò)大，造成將軍帽處局部密封不良。冬季氣溫低時(shí)，套管內(nèi)部因油位降低而出現(xiàn)負(fù)壓，從密封不良處向內(nèi)部抽氣，加劇絕緣受潮。受潮后水分因比重較大而沉積在套管底部，使該處電場分布嚴(yán)重不均，并沿電容屏表面形成放電，最終擊穿套管下瓷套使絕緣失效，造成接地故障。

3 結(jié)論

電力變壓器故障將對供電可靠性和電力系統(tǒng)安全運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。這起由套管將軍帽安裝時(shí)不當(dāng)造成的運(yùn)行中進(jìn)水受潮、放電接地故障，雖未對電網(wǎng)安全運(yùn)行造成重大影響，但也造成一定損失。套管是變壓器的重要組件，設(shè)備廠家應(yīng)在制造過程中提高工藝水平、加強(qiáng)質(zhì)量管控，同時(shí)，設(shè)備運(yùn)維管理單位也應(yīng)提高對套管驗(yàn)收的重視程度，明確驗(yàn)收工作的標(biāo)準(zhǔn)和要求，力爭做到零缺陷投運(yùn)，避免電力運(yùn)行故障發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 王偉平，繆東飛，何炳鋒.一起電力變壓器套管局放事故及原因分析[J].變壓器，2016（2）：71-74.

[2] 林展洪，傅永和，葉夏林.變壓器套管耐壓擊穿事故的分析[J].機(jī)電工程技術(shù)，2015（7）：179-182.

[3] 胡振強(qiáng).一起罕見主變跳閘原因分析[J].機(jī)電信息，2011（33）：34-35.