主變高壓套管介質損耗因數tanδ試驗的新方法

廖維東，閔萬雄

（貴州烏江水電開發有限責任公司構皮灘發電廠，貴州 遵義 564408）

主變高壓套管介質損耗因數tanδ試驗的新方法

廖維東，閔萬雄

（貴州烏江水電開發有限責任公司構皮灘發電廠，貴州 遵義 564408）

介紹了主變高壓套管介質損耗因數tanδ試驗的必要性和重要性，指出常規試驗方法需解開高壓套管與GIS相連的軟連接，提出了一種新方法并驗證其工作原理及實際運用的可行性。試驗表明：新方法提高了工作效率，排除了對GIS損壞的風險。

主變壓器；高壓套管；介質損耗

某發電廠位于貴州省余慶縣境內的烏江干流上，是貴州省境內最大的發電廠，裝機容量為5×600 MW，多年平均發電量為96.82億kWh。

1 設備簡介

該發電廠共有16臺主變，其中15臺運行，1臺備用，均由保定天威變壓器集團有限公司生產，型號為DSP-223000/500，高壓側額定電壓為500 kV，額定容量為223 MVA，為單相強迫油循環水冷無載調壓式。

主變高壓套管的類型是電容式油紙絕緣，型號為EKTG1800-550-1600E10。套管的一端采用銅排與主變高壓繞組相連，浸漬在主變本體絕緣油中；另外一端采用銅編織線與GIS、高壓電纜軟連接(見圖1)。根據預防性試驗規程要求，主變高壓套管每3年進行1次介質損耗因數tanδ試驗。與絕緣電阻和耐壓試驗相比，此試驗具有較高的靈敏度，可及時、準確地發現套管油紙絕緣整體受潮、劣化變質及小體積貫通和未貫通的局部缺陷，對預防套管事故起關鍵性的作用。

2 主變高壓套管常規tanδ試驗

圖2為主變投運后高壓側結構示意。主變高壓套管常規tanδ試驗所需的安全措施如下：

(1) 在主變高壓套管周圍搭設長5 m、寬3 m、高5 m的工作平臺，并解開圖2虛框中GIS內部軟連接，做好軟連接隔離屏蔽；

(2) 解開中性點套管的一次接地銅排，并將甩開的GIS、高壓電纜接地。

圖1 主變高壓側接線

圖2 主變投運后高壓側結構

上述安全措施到位后，按福州凱特電氣有限公司生產的PH-2801變頻抗干擾介質損耗測量儀正接線，將儀器高壓屏蔽線交流電壓10 kV接入高壓套管頂部軟連接，低壓芯線從末屏處采集電流，儀器自動計算主變高壓套管tanδ。

3 主變高壓套管tanδ試驗新方法

主變高壓套管tanδ試驗新方法：不解開主變高壓套管與GIS的軟連接，解開主變中性點套管的一次接地銅排，從中性點套管一次回路處施加交流試驗電壓10 kV，從末屏處采集電流。

由于C0≈330 pF，C1≈85 000 pF，C2≈17 600 pF，C3≈440 pF，所有設備對地電容接線方式為并聯，一次回路總電容值為C0+C1+C2+C3= 103 370 pF，而PH-2801變頻抗干擾介質損耗測量儀電容量范圍為3 pF/10 kV～60 000 pF/10 kV。雖然PH-2801變頻抗干擾介質損耗測量儀是目前市場上最大電容量的設備，但其容量仍不足。

為驗證新方法的科學性，采用從福建瑞能博爾電力設備有限公司定制的變頻抗干擾介質損耗測量儀，型號為A801，電容量為3 pF/10 kV～120 000 pF/ 10 kV。利用標準主變低壓套管，將其測量數據與PH-2801變頻抗干擾介質損耗測量儀的測量數據進行比較，如表1所示。

表1 測量儀測量數據%

從表1可以看出，A801儀器的測量結果與PH-2801儀器的測量結果基本一致，充分證明了A801儀器測量精度可靠，驗證了新方法的可行性。

圖3中的a及b為主變高壓套管tanδ試驗2種方法的原理接線。在測量過程中，由于高壓套管末屏對地有絕緣電阻，I1，I2，I3無法進入儀器內部，儀器所測的電流I0只來自高壓套管的試品電流，即交流電壓10 kV通過高壓套管油紙絕緣的電流I0。

圖3 2種方法的原理接線示意

2013年11月，該廠采用新方法對3號主變高壓套管進行tanδ試驗，A801儀器將一次回路升到交流電壓10 kV，以滿足介損試驗要求。與常規方法相比，本次測量tanδ有所減小，高壓套管實測電容量C測無明顯變化，與銘牌值C0比較，其偏差符合相關規程要求。具體試驗數據如表2所示。

表2 2種方法tanδ試驗數據比較

由于I測=2 πfUC，其中：f恒定，U恒定為試驗電壓10 kV， C測≈C0，即I測≈I0，從而證實了儀器測量的電流就是通過高壓套管油紙絕緣的電流。I1，I2，I3對儀器測量電流無任何影響，驗證了新方法實際應用的可行性。

本次新方法所測3號主變高壓套管tanδ有所減小，其主要原因是：運行4年后，高壓套管內部微量潮氣在40 ℃氣溫下長期蒸發，有功損耗減少，tanδ進一步變小。可見，用新方法測量的結果正確反映了高壓套管的實際情況。

4 新方法的優越性

主變高壓套管tanδ試驗新方法的優點如下。

(1) 減免了工作平臺搭設、GIS氣室SF6抽充、軟連接的拆除等大量工作，在降低工作人員安全風險的同時大大縮短了工期，將8天時間降到0.5天，提高了工作效率，為檢修節約了寶貴時間。

(2) 排除了GIS的損壞風險。新方法對GIS不做任何安全措施，從而避免了GIS內部暴露在空氣中的受潮風險和拆、裝軟連接時對GIS設備的損壞。

5 結束語

目前，由于國內大型電廠普遍存在主變高壓側設計時無隔離刀閘，高壓電纜電容量較大，測量主變高壓套管tanδ難度較大等問題。該廠主變高壓套管tanδ試驗新方法的成功運用，徹底解決了此難題，成效顯著，充分表明新方法的普遍推廣性，全面優化了測量主變高壓套管tanδ工作。

1 陳化鋼．電力設備預防性試驗方法及診斷技術[M]．北京：中國水力水電出版社，2009.

2 譚立成．高壓電氣試驗基礎知識[M]．北京：中國電力出版社，2013.

3 李建明，王志勇．變電站設備高壓套管雨閃事故的特點及預防[J]．電力安全技術，2011(4).

2014-10-23。

廖維東(1984-)，男，助理工程師，主要從事水電廠電氣一次設備維護、檢修專業技術管理工作，email：liaoweidong2006@163. com。

閔萬雄(1988-)，男，助理工程師，主要從事水電廠電氣一次設備維護、檢修工作。