一起變壓器套管進(jìn)水受潮缺陷分析

古海峰，朱思旭，張玲玲

（國(guó)網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021）

一起變壓器套管進(jìn)水受潮缺陷分析

古海峰，朱思旭，張玲玲

（國(guó)網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021）

針對(duì)某110 k V變電站2號(hào)主變壓器預(yù)試時(shí)套管試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常的問題，對(duì)主變壓器進(jìn)行例行試驗(yàn)、套管油色譜及微水測(cè)試分析，并進(jìn)行返廠檢查，認(rèn)為該套管內(nèi)一螺絲錯(cuò)裝造成油枕蓋板密封不良、套管進(jìn)水是導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施及建議。

套管；受潮；故障診斷；中性點(diǎn)

高壓套管是變壓器的重要組件，將繞組引出線引出油箱，并連接到電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)的連接，同時(shí)起到固定引線的作用。高壓套管生產(chǎn)工藝要求較高，如高壓套管存在內(nèi)部缺陷或維護(hù)不當(dāng)，極易發(fā)生絕緣損壞。近年來，由于電網(wǎng)的發(fā)展，電力行業(yè)對(duì)變壓器套管的需求量劇增，部分廠家在套管制造過程中存在工藝控制不嚴(yán)問題，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)下降，在運(yùn)行中缺陷不斷，甚至威脅到了變壓器的安全運(yùn)行。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)套管的維護(hù)、監(jiān)督管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)消除隱患，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1　故障情況

2009年3月，某110 k V變電站2號(hào)主變壓器在進(jìn)行例行試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)該變壓器高壓中性點(diǎn)套管主絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)為9.86%，電容量為1 449 p F，試驗(yàn)數(shù)據(jù)值嚴(yán)重超標(biāo)，查看該套管歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)均在合格范圍內(nèi)，未出現(xiàn)異常，故對(duì)該變壓器進(jìn)行檢測(cè)，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)及解體檢查找出故障原因。該主變壓器套管型號(hào)為BRDLW-72.5/630-4；序號(hào)200715；出廠日期為2007年2月；投運(yùn)日期為2008年1月18日。

2　原因分析

2.1例行試驗(yàn)

通過對(duì)主變壓器進(jìn)行例行試驗(yàn)，測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)為套管主絕緣tanδ為9.86%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)程要求值1%，主絕緣電容量為1 449 p F，標(biāo)稱電容量為303 p F，同樣遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)程電容量差值±5%的要求值；末屏對(duì)地絕緣電阻為213 MΩ，小于預(yù)試規(guī)程要求值≮1 000 MΩ，隨后測(cè)試末屏對(duì)地tanδ和電容量，測(cè)得值為7.533和1 756 p F，超過tanδ預(yù)試規(guī)程要求值為2%。其測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。

2.2套管油色譜及微水測(cè)試

分析該套管試驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)為該套管進(jìn)水受潮的可能性較大，為此取該套管絕緣油進(jìn)行油色譜及微水分析，其測(cè)試數(shù)據(jù)如表2所示。

表1　例行試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2　套管油色譜及微水測(cè)試結(jié)果 μL/L

通過數(shù)據(jù)分析，油中烴類組分含量正常而僅氫組分含量偏高，根據(jù)DL/T 722-2000《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》并結(jié)合表2結(jié)果，可以看出乙炔、氫氣和總烴類均小于標(biāo)準(zhǔn)值5 μL/L、150μL/L和150μL/L，可以判定為變壓器進(jìn)水受潮。并且通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)該套管微水含量超標(biāo)，已達(dá)23μL/L，油色譜其他數(shù)據(jù)均未超過標(biāo)準(zhǔn)值。由此可知該套管內(nèi)部已進(jìn)水，進(jìn)水導(dǎo)致電容屏間短路，造成主絕緣電容量增大至原來的4倍左右，由于套管油色譜分析未現(xiàn)異常，說明在運(yùn)行中未經(jīng)受過高電壓，內(nèi)部未發(fā)生過放電及過熱等異常現(xiàn)象，套管的電容屏未被擊穿。

以上檢測(cè)結(jié)果及分析表明，該套管缺陷為大量進(jìn)水所致，由于該套管出廠時(shí)、交接時(shí)進(jìn)行過絕緣電阻、介損試驗(yàn)，且試驗(yàn)結(jié)果正常，說明套管在運(yùn)行后發(fā)生密封不嚴(yán)的缺陷，導(dǎo)致投入運(yùn)行后進(jìn)入了大量水分，由于套管油位未發(fā)生明顯變化，說明套管密封不嚴(yán)的缺陷出現(xiàn)在將軍帽處。

該套管雖是中性點(diǎn)套管，由于變壓器三相不一定完全平衡，中性點(diǎn)有可能承受電壓，并且當(dāng)單相短路時(shí)中性點(diǎn)套管會(huì)承受較高的電壓，如不及時(shí)處理，則有可能發(fā)生故障直接影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為此聯(lián)系廠家對(duì)該套管進(jìn)行了更換，為了進(jìn)一步分析套管缺陷原因，特將該套管返廠解體檢查。

2.3返廠解體檢查

為檢查套管是否存在密封不嚴(yán)缺陷，在廠家對(duì)該套管進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)及解體檢查。

首先對(duì)該套管進(jìn)行密封試驗(yàn)，將氮?dú)鈴奶坠茏⒂涂滋幾⑷胍欢▔毫Φ牡獨(dú)?，使套管?nèi)部呈現(xiàn)正壓，將套管完全放盛滿水的水槽里，觀察套管周圍是否有氣泡冒出，如無，則表明套管密封良好，如有氣泡冒出則說明套管密封不嚴(yán)，檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)該套管頭部油枕的蓋板密封處冒出了大量的氣體，說明該處密封不嚴(yán)，見圖1。

圖1　油枕蓋板密封處的滲漏情況

打開該套管頂部油枕蓋板，未發(fā)現(xiàn)蓋板與油枕之間的密封件出現(xiàn)開裂、扭曲的現(xiàn)象，但發(fā)現(xiàn)該套管上部密封彈性膨脹板壓圈的6個(gè)螺栓被水浸泡銹蝕的痕跡，其中一個(gè)明顯高于其他5個(gè)，見圖2，將所有螺栓卸下后發(fā)現(xiàn)，該螺栓（M12×50 mm）比其他5個(gè)螺栓（M12×40 mm）長(zhǎng)10 mm。在油枕上部密封蓋板的內(nèi)側(cè)有該螺栓頂壓留下的銹蝕痕跡，見圖3，且油枕蓋板之下的彈性板上面也有銹蝕痕跡。

圖2　密封法蘭的螺栓

圖3　油枕蓋板的頂壓痕跡

綜合分析2號(hào)主變壓器高壓中性點(diǎn)套管的試驗(yàn)和檢查情況，該套管tanδ和電容量嚴(yán)重超標(biāo)，同時(shí)微水也有顯著增長(zhǎng)的原因是該套管進(jìn)水而嚴(yán)重受潮，而該套管進(jìn)水受潮的直接原因是該套管上部密封彈性膨脹板壓圈的其中一個(gè)螺栓過長(zhǎng)，頂住了油枕上部密封蓋板，造成蓋板密封不夠嚴(yán)密。

在該主變壓器運(yùn)行過程中，因環(huán)境溫度變化等原因，在呼吸作用下，套管進(jìn)水造成電容芯體受潮，屬于質(zhì)量制造缺陷，由于該套管是中性點(diǎn)套管，正常運(yùn)行中不能承受電壓（通常不承受電壓），也無過流，所以該缺陷不影響該套管運(yùn)行，正常運(yùn)行中，也無法發(fā)現(xiàn)該問題，該套管tanδ和電容量嚴(yán)重超標(biāo)的根本原因是廠家生產(chǎn)套管的過程中質(zhì)量控制不嚴(yán)，工作人員沒有嚴(yán)格把關(guān)，造成螺栓錯(cuò)裝且未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，最終導(dǎo)致以上缺陷發(fā)生。

3　改進(jìn)措施及建議

a.套管生產(chǎn)廠家在今后的套管制造過程中加強(qiáng)質(zhì)量管理，細(xì)化工藝控制卡，做到每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，確保質(zhì)量管理體系有效運(yùn)轉(zhuǎn)，從根本上解決問題。

b.嚴(yán)格檢查同類型主變壓器高壓中性點(diǎn)套管的密封狀態(tài)，對(duì)密封不良出現(xiàn)滲油、漏油的變壓器零部件，要及時(shí)修理或更換。對(duì)同類型套管頭部油枕的蓋板重復(fù)密封，以免潮氣及水滲入。

c.必須加強(qiáng)同類型套管絕緣油中含氫量及微水含量測(cè)試，縮短試驗(yàn)周期，密切監(jiān)視油中氣體含量變化情況，做到預(yù)防為主，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取措施。

d.加強(qiáng)監(jiān)管巡視力度及設(shè)備維護(hù)管理，發(fā)現(xiàn)有聲響、油位異常等異常情況，應(yīng)及時(shí)采取措施，防止事故擴(kuò)大。

4　結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)變壓器套管進(jìn)水受潮位置定位、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及返廠解體發(fā)現(xiàn)該套管內(nèi)一螺栓錯(cuò)裝造成油枕蓋板密封不良是造成該變壓器套管受潮進(jìn)水的主要原因，為避免再次發(fā)生類似事故，應(yīng)加強(qiáng)套管在制造過程中質(zhì)量管理，加大監(jiān)管力度，做到每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，從根本上消除隱患，通過多方面有效措施，確保套管處于良好工作狀態(tài)，保證變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行。

本文責(zé)任編輯：羅曉曉

Defects Analysis on Transformer Casing Inlet Damp

Gu Haifeng，Zhu Sixu，Zhang Lingling
（State Grid Hebei Electric Power Corporation Electric Power Research Institute，Shijiazhuang 050021，China）

Aiming at bushing abnormal test data of 110 k V substation No.2 main transformer during pre-test，this paper makes the test，bushing oil chromatographic and moisture test analysis of main transformer，considers that the main reason are that a screw mounting error leading to bad oil pillow cover seal and water flowing into bushing，and proposes corresponding preventive measures and suggestions.

bushing；damp；fault diagnosis；neutral point

TM216.5

B

1001-9898（2016）02-0052-03

2016-02-04

古海峰（1987-），男，助理工程師，主要從事電氣設(shè)備高壓試驗(yàn)及設(shè)備故障診斷工作。