兩起主變壓器套管漏油故障原因分析及防范措施

張巍，周秀，丁培，羅艷，馬云龍

(1.寧夏電力投資集團(tuán)有限公司西夏熱電有限公司，寧夏 銀川 750021;2.國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司電力科學(xué)研究院，寧夏 銀川 750011)

變壓器套管是繞組引出裝置，更是變壓器重要的組部件之一，對(duì)確保電網(wǎng)和變壓器的安全可靠運(yùn)行至關(guān)重要。雖然由套管引起的故障占變壓器故障比例較低，但近兩年由套管引起的故障觸目驚心，甚至后果相當(dāng)嚴(yán)重。結(jié)合現(xiàn)有套管的常見(jiàn)故障[1-3]，如外絕緣閃絡(luò)、電容芯子擊穿、套管漏油及套管內(nèi)部放電等[4-5]，寧夏電網(wǎng)開(kāi)展套管專項(xiàng)排查工作。本文根據(jù)排查情況精選兩起典型的主變壓器(以下簡(jiǎn)稱主變)漏油故障開(kāi)展原因分析，并提出相應(yīng)的防范措施。

1 某220 kV主變中性點(diǎn)套管漏油故障案例

2018年4月，在日常運(yùn)維巡視過(guò)程中，運(yùn)維人員通過(guò)望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)該站220 kV變電站1號(hào)主變高壓側(cè)中性點(diǎn)套管儲(chǔ)油柜存在滲油現(xiàn)象。對(duì)1號(hào)主變停電后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)滲油點(diǎn)為套管油位計(jì)處,其它部位均無(wú)滲油現(xiàn)象，如圖1所示。

圖1 套管漏油部位

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)套管放油，并打開(kāi)套管穿纜引導(dǎo)管與其固定支座(法蘭)上部，發(fā)現(xiàn)該處О型密封墊已嚴(yán)重老化，其基本被壓平且無(wú)彈性。根據(jù)套管結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖2)，該套管穿纜末端與套管繞組穿纜引導(dǎo)管間通過(guò)固定支座(法蘭)上下兩個(gè)О型密封墊與外界密封隔離，因而，對(duì)該套管的下部密封墊現(xiàn)場(chǎng)檢查，并發(fā)現(xiàn)下部О型密封墊也存在無(wú)彈性、老化等現(xiàn)象。更換兩處密封墊后，對(duì)其組裝、變壓器本體補(bǔ)油、排氣，經(jīng)3 h觀察無(wú)滲漏現(xiàn)象，進(jìn)一步確定套管漏油故障是由密封墊老化引起。

圖2 套管結(jié)構(gòu)

2 某330 kV主變高壓套管漏油故障案例

2019年3月，運(yùn)維人員在例行巡視中發(fā)現(xiàn)某330 kV變電站2號(hào)主變B相高壓套管中部瓷套外沿漏油，地面有大量油跡，如圖3所示。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)初步核實(shí)為B相高壓套管中部有裂紋，立即向調(diào)度申請(qǐng)將2號(hào)主變由運(yùn)行轉(zhuǎn)冷備。事故發(fā)生前，該站330 kV 1號(hào)、2號(hào)主變運(yùn)行正常，帶該變?nèi)矩?fù)荷并列運(yùn)行。事故發(fā)生后，將2號(hào)主變的110 kV負(fù)荷轉(zhuǎn)移，并將2號(hào)主變轉(zhuǎn)至冷備狀態(tài)，無(wú)負(fù)荷損失。

圖3 故障套管漏油

該套管型號(hào)為BRDL-330/630，其絕緣類(lèi)型為油紙電容型，電容量為415 pF。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，2號(hào)330 kV主變A、C相套管外觀無(wú)異常，B相高壓套管中部瓷套表面出現(xiàn)貫穿性裂紋，如圖4所示。

圖4 B相套管貫穿性裂紋

對(duì)該主變及套管的交接試驗(yàn)及例行試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核，除2號(hào)主變高壓側(cè)B相套管CO2超標(biāo)外，2號(hào)主變A、B、C三相套管瓷瓶探傷、套管油色譜、介損及絕緣等試驗(yàn)數(shù)據(jù)均未發(fā)現(xiàn)異常，本次套管故障原因如下：

(1)套管質(zhì)量存在先天性缺陷。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)診斷性試驗(yàn)數(shù)據(jù)復(fù)測(cè)對(duì)比，未發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)異常數(shù)據(jù)，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)外觀檢查發(fā)現(xiàn)裂縫是由內(nèi)向外延伸貫穿的，初步分析由于套管瓷質(zhì)密度不足，存在先天性缺陷，隨著運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，瓷質(zhì)逐步劣化，最終出現(xiàn)貫穿性裂縫[6-7]。

(2)套管運(yùn)行年限過(guò)久，造成瓷套強(qiáng)度裂化。該型號(hào)套管生產(chǎn)于1988年5月，投運(yùn)于1994年12月30日，出廠運(yùn)行近30年，運(yùn)行年限過(guò)久，且套管瓷質(zhì)密度不足，存在先天性缺陷，隨著運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，瓷質(zhì)逐步劣化，最終導(dǎo)致貫穿性裂縫[8-9]。

3 套管漏油防范措施及建議

(1) 套管制造階段。對(duì)相關(guān)設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督時(shí)，不僅監(jiān)督設(shè)備的電氣性能，而且要重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備的材質(zhì)檢測(cè)，可通過(guò)入場(chǎng)抽檢等方式，確保設(shè)備的材質(zhì)符合相關(guān)要求。

(2)主變及套管安裝階段。對(duì)同一臺(tái)主變及套管，安裝人員及安裝工藝的不同都將造成不同的結(jié)果，應(yīng)嚴(yán)控安裝工藝，確保安裝人員技能水平，消除由人員及安全工藝造成不良后果。

(3)主變停電小修及大修階段。應(yīng)運(yùn)用瓷瓶探傷等技術(shù)監(jiān)督手段對(duì)老舊變壓器套管開(kāi)展健康狀態(tài)評(píng)估工作，并對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題較多的同類(lèi)套管開(kāi)展專項(xiàng)排查工作，對(duì)運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的主變壓器套管及時(shí)更換，確保設(shè)備安全運(yùn)行。

(4)主變運(yùn)行階段。充分利用紅外測(cè)溫技術(shù)及望遠(yuǎn)鏡相結(jié)合的方式加強(qiáng)對(duì)老舊充油套管的日常運(yùn)維巡視工作，精準(zhǔn)分析套管健康，確保電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行。