110kV主變套管介質損耗數據異常分析

劉正勝

（廣東電網公司江門供電局，廣東 江門 529000）

110kV主變套管介質損耗數據異常分析

劉正勝

（廣東電網公司江門供電局，廣東 江門 529000）

在110kV主變中，套管是其重要的組成部分之一，判斷套管的絕緣程度好壞的一個首要指標就是套管的介質損耗因數tan 。如果有必要，在對變壓器進行大修時，必須測量變壓器的介質損耗。本文主要對套管介質損耗超標的原因進行分析，并針對于此數據異常提出了相應的解決方法。

110kV主變；套管；介質損耗；數據分析

0 引言

變壓器的重要組件就是套管，套管性能的好壞直接關系到變壓器的正常運行。如果套管出現損耗，就會造成套管頂部的連接帽出現縫隙，這樣在下雨或潮濕天氣，雨水和潮氣很容易從縫隙進入到變壓器內部，雨水就會沿著套管內部管壁進入到變壓器的油箱內部，導致內部油紙受潮進而引起油紙的絕緣水平降低，因而造成變壓器的損壞。

1 套管結構改變引起介質損耗因數的變化

圖1 套管結構示意圖

如圖1所示，是套管的結構示意圖，套掛引線與中心套管構成導電回路，導電回路表示為套管引線→銷子→連接帽蓋→中心套管。如果銷子出現松動，就會使銷子與帽蓋之間形成縫隙，在接觸面使附加電阻與附加電容增加很多，在測試時也導致介質損耗隨之增加。（1）當銷子與帽蓋的接觸存在空氣間隙時，在回路中進行測量時就等于在回路中加了一個附加電容C1，在測試時總電容C總和tanδ可以表示為：

由于C1間隙比較小，并且縫隙之間有雜質存在，因此電容CX與介質損耗tanδX均小于C1和tanδ1，在測試時就會導致被試套管的電容結果偏小，進而在測試時結果顯示介質損耗偏大；（2）當銷子與帽蓋之間有縫隙，接觸不良，就有較大電阻存在于接觸面之間，這就相當于在回路中附加了一個電阻R1，由于在回路中無形中加了一個附加電阻，那么如果測試頻率和電壓相同的情況下，CX所損失的無功損耗就會減小，相反，R1與R的有功損耗的消耗量將會增加，最終造成的結果就是在測試時介質損耗偏大，但是對總電容量卻似乎沒有影響。結合上述的分析可以看出，套管的銷子與帽蓋的接觸不良是造成套管介質損耗測試數據異常的主要原因。據調查，目前很多廠家已經改進了銷子的結構，就是加裝了兩個碟片在原來的結構上，那么在安裝時兩個碟片就會橫向插入到帽蓋的槽口內，這樣就導通了銷子與將軍帽。

2 介質損耗的異常數據分析

2.1 介質損耗因數正切值tanδX與電容量CX都增大的情況

某供電局對110kV主變套管進行分析，此套管的型號是BRL2W-110/600，屬于A相油紙電容型套管，額定電容量是280pF，試驗數據如表1所示。

表1 主變壓器110kV A相套管的介質損耗測試結果

從上表可以看出，本次的試驗測試數據雖然沒有超出規定標準，但是與交接數據進行比較，試驗數據有明顯的變化。經過對套管的油樣進行處理和分析，得出引起數據異常的主要原因就是由于銷子與帽蓋的密封不好進水導致受潮、端部接觸不良引起發熱、設備陳舊導致絕緣老化、局部放電等現象，其中對安全運行威脅最大的就是發熱和受潮。現場處理方法，對套管進行拆解，烘干套管電容芯，對密封問題進行處理，然后再重新安裝，使套管恢復后再次進行測量。試驗結果如表2所示。

表2 主變壓器110kV A相套管處理后的測試結果

2.2 介質損耗因數正切值tanδ增大，電容量CX沒有變化

經過測試發現數據出現異常后，對套管進行拆解后做了以下處理：

（1）套管的表面有臟污存在，現場對套管進行清潔后，再次進行試驗，結果顯示，前后比較之后發現介質損耗數值沒有變化。在試驗時，接線方法采用正接法，對表面泄漏的影響可以排除，上述結果顯示，套管的表面臟污問題不會引起介質損耗數值增大；

（2）試驗接線問題，現場對試驗接線進行檢查，與被試套管相連的所有繞組端子連接在一起加壓，對剩余的繞組端子進行接地處理，末屏與電橋相接，在正接線的情況下進行測量；經檢查后接線正確，測量套管試驗結果顯示正常。由此可見，試驗接線問題不會導致介質損耗數值增大；

（3）末屏受潮問題，現場清抹套管的末屏，清抹前后的試驗情況顯示，在測驗時用2500V兆歐表對末屏電阻與套管主絕緣進行試驗時，清潔前后絕緣電阻值均在10000MΩ。試驗結果說明，末屏受潮也不會造成介質損耗數值增大的問題。現場拆解套管頂部后發現：帽蓋頂部的鋁被氧化了、A相套管的防雨帽里面有水分存在。因此找到了套管介質損耗數值偏大的原因：接線頭與引出螺桿密封不牢進而導致雨水進入引起受潮，如果銷子被嚴重化銹蝕，就會引起附加電阻增大，進而導致套管的介質損耗因數增大。經過討論，可以采取下列措施進行處理：把接線頭與引出螺桿的密封件解開，拿出引出螺桿，用紙巾擦拭干凈，再用電吹風吹干，然后再重新安裝好進行測量，測得的結果顯示與出廠值和交接試驗的結果相差不大，說明缺陷消除了。

2013年11月，對某變電站進行預防性試驗，在測試主變的高壓套管時發現，套管的介質損耗數值增大，超出標準值，經過多次試驗測量結果都顯示介質損耗數值偏大，電容值依然沒有變化。出現異常的設備資料：制造日期2007年9月，主變體的型號為SZ11-40000/110TH，2007年11月23日投入運行，至今有6年了。排除了末屏受潮問題、試驗接線問題、套管表面臟污問題后，也和上述實例一樣對套管頂部進行拆解后發現：1）帽蓋頂部的鋁被空氣氧化了；2）套管銷子嚴重生銹，造成與帽蓋頂部接觸不良；3）套管的導電桿銷子生銹情況嚴重；4）使用萬用表對帽蓋頂部與導電桿的電阻進行測量，電阻顯示無窮大，回路不通。改變接線方式，采用短接法，再次試驗情況如下：用保險絲把導電桿與帽蓋進行連接，試驗結果顯示：電容值沒有變化，介質損耗因數tan 為0.28％。說明試驗結果是正常的，與上一次試驗結果沒有變化。所以分析原因：套管導電桿的銷子生銹情況比較嚴重，造成回路的接觸不良，在套管試驗時，由于主導回路不通，造成懸浮電位在套管防雨罩上產生，使電流泄漏增大，進而使介質損耗的測量值受影響，而電容量沒有變化。采取的處理方法為用砂紙對導電桿的銷子進行打磨，對帽蓋頂部的鋁屑進行清除，再按要求安裝好，對導通情況進行測量。

3 結束語

在對主變壓器的套管進行測量時，要根據現場的實際情況，綜合考慮各方面的影響因素，盡量排除一些不可能發生的測量誤差，要盡可能提高測試工作的準確性，對套管的實際情況給予一個真實的反映。發現問題時要及時采取應對措施，對缺陷進行消除，保證主變設備的安全運行。

[1]程國飛.變壓器高壓套管介損異常數據分析[J].自動化應用，2012（08）.

[2]王軍德，董萬光，侯憲法.110kV主變套管介損超標的分析與處理[J].變壓器，2013（10）.