淺析500 kV油浸式變壓器套管末屏故障分析與處理

郝斌

（河北國華定州發(fā)電有限責(zé)任公司，河北定州073000）

淺析500 kV油浸式變壓器套管末屏故障分析與處理

郝斌

（河北國華定州發(fā)電有限責(zé)任公司，河北定州073000）

介紹了紅外測溫成像技術(shù)正逐漸成為開展?fàn)顟B(tài)檢測的重要手段，被應(yīng)用在變壓器套管故障診斷中，并結(jié)合案例分析了一起經(jīng)紅外測溫發(fā)現(xiàn)的500 kV主變高壓套管末屏接地不良缺陷。通過紅外測溫儀檢測到三相套管末屏溫差過大現(xiàn)象，結(jié)合其他試驗數(shù)據(jù)得出套管發(fā)生末屏接地不良的結(jié)論，現(xiàn)場解體檢查驗證分析結(jié)果的正確性和有效性，并針對此案例提出相應(yīng)的預(yù)防性措施。

油浸式變壓器；紅外測溫；套管末屏；故障分析

在大型油浸式變壓器運行維護工作當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)運行10年內(nèi)的變壓器故障率會很高，主要原因為主變壓器及其相關(guān)設(shè)備投運后，其質(zhì)量缺陷在10年內(nèi)會逐步暴露出來。在發(fā)生的故障當(dāng)中，因套管劣化或損壞的原因而導(dǎo)致的故障占比較高。紅外測溫成像技術(shù)具有非接觸式測量、不受電磁干擾、測量精度高等優(yōu)點，對能夠通過溫度反映出來的缺陷具有較高的檢測能力，目前被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場維護檢測中，逐漸成為開展?fàn)顟B(tài)檢測的重要手段。

1 紅外診斷變壓器套管缺陷的理論可能性

對于大型油浸式變壓器套管來說，其常見的缺陷大致可以分為3個類型：①相對介損因絕緣不良而導(dǎo)致增大，與正常狀態(tài)相比，其熱成像顯示本體溫度升高；②套管內(nèi)部接觸不良，導(dǎo)致接觸電阻過大，同時會引起局部發(fā)熱；③套管發(fā)生泄漏或注油時，未排凈氣引發(fā)缺油現(xiàn)象，在無油處其熱成像顯示溫度偏低。而在我國各個地區(qū)都有應(yīng)用紅外測溫儀、紅外熱電視和紅外熱像儀成功檢測出變壓器故障或缺陷的案列。

2 案例介紹

2016-05，某廠專業(yè)技術(shù)人員對500 kV主變進行紅外測溫時發(fā)現(xiàn)，B相套管末屏處臟污，并有發(fā)熱跡象，懷疑末屏接觸不良引起過熱而造成膠墊老化滲漏。該主變型號為DFP-240000/500，天威保變集團，2004-09出廠；B相套管型號為BRLW-35/16000，南京電瓷總廠，2004-07生產(chǎn)。

次日，對該主變高壓側(cè)套管進行紅外測溫復(fù)測，發(fā)現(xiàn)A相套管末屏處27.0℃，B相套管末屏處41.6℃，C相套管末屏處24.6℃，B相套管末屏與其他兩相的溫差為18.6℃，如圖1所示。主變套管末屏發(fā)熱是因電介質(zhì)的有功損耗而形成，其熱損功率與運行電壓的平方成正比，而與電流大小無關(guān)，屬于電壓致熱型缺陷。根據(jù)《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》，高壓套管熱像為對應(yīng)部位呈現(xiàn)局部發(fā)熱區(qū)故障，溫差為2～3℃，即可判定為缺陷。該案例中B相套管末屏與其他兩相的溫差為18.6℃，相對溫差達到87.7%，可初步判斷為電壓致熱型危急缺陷。

圖1 A相、B相和C相套管末屏溫度

隨后利用檢修機會將該主變停電，并進行電氣試驗，并對B相套管進行相對介質(zhì)損耗及電容量試驗、油色譜試驗，得到如表1和表2所示的試驗數(shù)據(jù)。油色譜數(shù)據(jù)對比分析無明顯變化，說明套管末屏內(nèi)部無放電現(xiàn)象。

套管電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)與歷次試驗數(shù)值相比無明顯差別，說明套管絕緣狀態(tài)無異常。

3 故障原因分析及處理過程

打開B相套管末屏后發(fā)現(xiàn)，末屏頂針彈簧失去作用，接地?zé)o壓力。末屏周圍未發(fā)現(xiàn)滲油位置，也未發(fā)現(xiàn)明油。圖2為B相套管末屏頂針示意圖。

表1 油色譜試驗數(shù)據(jù)

表2 B相套管測試數(shù)據(jù)

圖2 B相套管末屏頂針

圖3 末屏底部螺紋

同時發(fā)現(xiàn)A相套管末屏絕緣帽用金屬絲捆綁，打開末屏接地后發(fā)現(xiàn)底部螺紋已被磨平，無連接力。圖3為末屏底部螺紋示意圖。

對B相套管試驗數(shù)據(jù)分析后可知，電容量和介損值均未超過規(guī)程標(biāo)準值，并且無明顯變化。由此推斷，套管劣化、嚴重受潮的可能性不大。如果套管嚴重受潮，會導(dǎo)致其介損值增加，并且末屏對地的介損試驗都很容易發(fā)現(xiàn)絕緣受潮和其他局部缺陷。根據(jù)油色譜數(shù)據(jù)分析，油色譜數(shù)據(jù)對比無明顯變化，套管末屏內(nèi)部無放電現(xiàn)象。如果出現(xiàn)氫氣及烴類氣體明顯增加，可以判斷套管存在放電現(xiàn)象。

因此可以排除套管內(nèi)部存在缺陷，初步分析發(fā)熱原因為末屏接地不可靠，已經(jīng)更換該套管。

4 結(jié)論

紅外熱像技術(shù)能夠有效地檢測出套管末屏接地不良的嚴重缺陷。此次及時發(fā)現(xiàn)并處理了套管末屏的缺陷，防止了電氣設(shè)備發(fā)生嚴重的損壞事故。今后要不斷加強設(shè)備運行維護管理，采用多種形式和方法，及時掌握設(shè)備狀況，同時繼續(xù)深入開展紅外測溫工作，對變壓器等電氣設(shè)備進行劣化分析，有效地綜合判定設(shè)備狀態(tài)，并制訂相應(yīng)的檢修策略。

［1］陶玉駿，黃斌，羅利云.一起500 kV主變高壓套管末屏燒損故障分析及處理［J］.江西電力，2010，34（3）：17-19.

［2］陳仁剛，楊榮華，菅有為，等.紅外測溫技術(shù)在變壓器高壓套管故障診斷的應(yīng)用［J］.山東電力技術(shù)，2013（2）：59-61.

〔編輯：劉曉芳〕

TM407

：A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.16.139

2095－6835（2017）16－0139－02

郝斌（1979—），男，山西陽泉人，大學(xué)本科，主要從事發(fā)電廠電氣設(shè)備檢修工作。