唐 军 湘潭发电有限责任公司 湖南湘潭411102
0 引 言 湘潭发电有限责任公司1号主变于1997年12月投运,投运前做套管试验时发现低压侧套管试验抽头(末屏引出线)接地,经厂家处理后,安装单位试验合格投入了运行。1999年6月对1号主变进行预防性试验时,发现试验抽头内部开路重大缺陷,经处理避免了一起主设备损坏事故的发生。
1 套管的绝缘结构及特点 1号主变低压侧套管为油纸电容式变压器套管,套管结构如图1所示。这种套管的特点是:套管由上下瓷套、接线端子、电容芯子、试验抽头、接地法兰等组成。主绝缘是电容芯子,它在套管的中心铜管上,绕有多层铝箔极板,组成同心圆柱体电容器,以使套管中心铜管与接地法兰间的径向和轴向电场分布最均匀。电容芯子经真空干燥处理,除去内部空气与水分,并用变压器油充分浸渍,成为电气性能优良的油纸组合绝缘。 1.1 瓷套,作为外绝缘及油的容器。户外端瓷套采用大小交替开放型伞。为保护内绝缘不受外界大气的侵蚀,采用全密封结构。其整体连接采用机械卡装辅以碟形弹簧,以形成轴向力压紧耐油橡皮垫圈,主密封结构采用了从瑞典ASEA公司(现ABB公司)引进的技术,可保证橡皮垫圈在很大的压力下仍具有良好的弹性。为了避免当温度增高时由于油膨胀造成内压过大,在套管上部留有气腔调节内部压力以起缓冲作用。 1.2 套管以中心导管载流,上下接线端子铝板两面镀银,上下镀银面与变压器绕组的铜线或铜软线相联结。

1.3 套管试验抽头。套管中部的接地联接套管上设有供测量套管介质损耗因数tanδ及电容量C的测量引线装置(如图2所示),从电容芯子的N层极板(末屏)引线经小套管引出,与套管中心导杆构成一个电容,测量这一电容的电容量及介损可以判断套管的绝缘状况。

2 套管末屏开路故障的发现 在进行1号主变低压A相套管试验时,先用2 500 V兆欧表摇测套管中心导杆对试验抽头绝缘为50 000 MΩ,试验抽头绝缘也为5 000 MΩ以上,而其余两相绝缘电阻为1 000~2 000 MΩ。然后用正接法测量导杆对试验抽头的介损与电容量,无法测出,而其余两相均能测出。根据上述情况我们怀疑末屏引线开路,故无法测出电容量值。于是,我们把套管中的变压器油放出,将小套管密封用螺钉拧出,发现内部压紧弹簧被拉长,从小套管用手电筒照射套管内部,发现电容纸被电弧烧黑,将压紧弹簧拉长10 mm,电容量仍测不出,表明电容屏已被烧穿孔,目测孔径约30 mm左右。根据这种情况,我们取油样去进行色谱分析,色谱分析测定结果见表1。结论为过热兼电弧放电,其中乙炔已达1 237.6μg/L,说明套管内部放电,使套管绝缘劣化已到了非常危险的地步,若再运行下去,后果将不堪设想。

3 套管末屏开路原因分析 从这种套管末屏引线结构来分析,内部引线采用的是弹簧压紧接触方式,比之从电容芯子末层极板焊接铜绞线穿过小套管连通接地的方式,前者的连接较之后者是不可靠的。由于此处接触不好,使得电容芯子末层极板悬空,使之有高电压对运行中处于地电位的小套管引线产生放电,放电将电容极板烧穿了孔,从而使得末屏对小套管引线完全断开,故测不出主电容的介损与电容量。从油色谱分析我们也可看到总烃及乙炔含量均很高,说明套管内部已产生了电弧放电故障。由于现场检修条件所限,套管不便进行检修,故已更换了新套管。
4 防止套管发生此类故障的建议 4.1 在运行过程中,应定期进行预试,测量套管的tanδ和电容量C,并应符合规程及厂家规定值,若发现tanδ和C值突然变化或显著增大,应停止使用并取油样进行色谱分析,检查油中溶解气体的含量是否符合要求。 4.2 建议制造厂家生产此类套管时改进末屏引出线结构,采用从电容芯子的末屏极板焊接铜绞线穿过小套管连通接地的方式,保证末屏有良好接地,以防止此类故障的再次发生。 4.3 为了在运行过程中能够监测套管的绝缘状况,建议安装能检出内部局部放电的在线监测装置,实时监测套管绝缘,及时发现问题,以便及时消缺。
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