主變壓器高壓套管滲油缺陷分析及處理

許妍妍 宋謙

摘 要：以實例介紹了一起110 kV主變壓器高壓套管滲油缺陷分析及處理過程，針對主變套管油位異常缺陷，分析了油位異常的可能原因，通過逐一排查發(fā)現(xiàn)此次缺陷的原因是套管底部放油閥處膠墊老化、螺栓松動從而導(dǎo)致密封不良?？偨Y(jié)了變壓器套管滲漏油的常見原因及應(yīng)對措施，為實際生產(chǎn)運行中的主變檢修工作提供了一定的參考。

關(guān)鍵詞：變壓器;套管;油位異常

中圖分類號：TM40? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2022）10-0012-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.10.004

0? ? 引言

主變壓器是電網(wǎng)最重要的變電設(shè)備之一，其安全穩(wěn)定運行對電網(wǎng)而言意義重大。套管作為變壓器的主要附件，是變壓器箱外的主要絕緣裝置[1]。變壓器高壓側(cè)套管是將變壓器內(nèi)部的高壓引線引到油箱外部的出線裝置，同時還起著固定引線的作用，也是變壓器組件中較容易發(fā)生故障的部件[2-3]。套管中的絕緣油能有效隔絕空氣與套管內(nèi)絕緣材料的接觸，不僅可以避免空氣中水分或雜質(zhì)進入套管內(nèi)部，還能對套管內(nèi)絕緣材料起到保養(yǎng)作用，有效避免絕緣材料氧化、老化的情況[1]。套管一旦發(fā)生故障將會對變壓器的安全運行造成影響。

1? ? 變壓器套管故障分類

變壓器套管常見的故障主要表現(xiàn)有套管樁頭發(fā)熱和套管損壞。

1.1? ? 變壓器套管樁頭發(fā)熱

此類故障主要通過紅外測溫發(fā)現(xiàn)套管樁頭處溫度明顯升高，如不及時處理將影響變壓器的安全運行。

造成故障的主要原因有：

（1）引線連接頭松動。變壓器長期運行振動、風吹引線晃動，造成引線及接線板固定螺栓松動，引起套管樁頭發(fā)熱。

（2）導(dǎo)電桿接觸不良。變壓器安裝工藝不符合要求或安裝不到位，造成導(dǎo)電桿內(nèi)部并帽松動，引起套管樁頭發(fā)熱。

1.2? ? 變壓器套管損壞

套管損壞的主要表現(xiàn)形式為由于外力破壞或內(nèi)部故障等原因發(fā)生套管內(nèi)部擊穿、外部瓷套開裂以及嚴重滲漏油等情況，此時變壓器無法繼續(xù)運行，需立即處理。

造成故障的主要原因有：

（1）套管存在設(shè)計制造缺陷或者電容芯子受潮，主絕緣擊穿。

（2）均壓球放電、脫落及末屏接地不良。

（3）外絕緣污閃或者雨閃。

（4）套管破裂、漏油。

2? ? 案例分析

2.1? ? 主變壓器套管滲漏油缺陷

2020年12月22日，110 kV××變運行值班人員在巡視時發(fā)現(xiàn)110 kV 1號主變高壓側(cè)A相套管滲油，油位低于正常油位的下限，已經(jīng)不可見，如圖1所示，判斷設(shè)備已處于嚴重缺陷狀態(tài)。運行人員立即上報工區(qū)，并聯(lián)系檢修人員處理。檢修人員到達現(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn)高壓側(cè)A相套管滲漏油跡象明顯，如圖2所示，由于套管滲油嚴重影響變壓器的安全運行，同時為了減少對用戶及電網(wǎng)的影響，調(diào)度安排24日對110 kV 1號主變進行停電消缺。

2.2? ? 原因分析

110 kV××變電站于2016年投運，1號主變壓器型號為SZ11-50000/110，額定容量50 MVA，電壓比110/

10.5 kV，連接組別YNd11。

2.2.1? ? 油色譜分析

根據(jù)《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》（DL/T 722—2014），當設(shè)備出現(xiàn)異常時，應(yīng)取油樣進行檢測，因此檢修人員于12月24日對A相高壓套管取油樣進行油色譜分析。判斷設(shè)備內(nèi)部是否存在過熱或放電性故障及故障的嚴重程度時，需基于溶解于油中氣體含量的絕對值與產(chǎn)氣速率。結(jié)合特征氣體的含量和設(shè)備運行情況，能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的潛伏性故障，并可判斷故障的發(fā)展情況[4]。A相高壓套管油色譜分析結(jié)果如表1所示。

220 kV及以下設(shè)備運行中，套管的油中溶解氣體乙炔含量應(yīng)不大于2 μL/L，氫氣含量應(yīng)不大于500 μL/L。經(jīng)數(shù)據(jù)分析，油色譜顯示無異常，表明A相套管內(nèi)部不存在過熱或放電性故障。

2.2.2? ? 絕緣特性測試

電網(wǎng)設(shè)備最容易發(fā)生絕緣缺陷。設(shè)備的絕緣缺陷可分為兩類：（1）集中性缺陷，如內(nèi)部的氣隙、局部開裂、磨損、受潮等情況，是設(shè)備在生產(chǎn)過程中由于材料、工藝等原因潛伏存在的;（2）分布性缺陷，如絕緣材料的整體受潮、劣化等情況，是設(shè)備在運行過程中由外部環(huán)境因素造成的[5]。開展診斷性試驗，有助于及早發(fā)現(xiàn)這些缺陷。

查閱檢修資料得知，此臺主變壓器最近一次停電檢修為2017年，變壓器本體及套管的例行試驗數(shù)據(jù)均正常。為了查驗1號主變A相套管絕緣性能是否良好、是否存在受潮現(xiàn)象，清潔套管后，對A相套管進行絕緣電阻試驗、介質(zhì)損耗和電容量試驗，測試結(jié)果均在合格范圍內(nèi)，且與上次試驗數(shù)值相比無明顯變化。試驗數(shù)據(jù)對比如表2所示，結(jié)果表明，此臺變壓器A相套管的絕緣性能未受到損壞。

2.2.3? ? 現(xiàn)場檢查

對套管部件進行逐一檢查。

（1）檢查故障相套管頂部端子和外部連線的連接，連接端子完整無損，無放電、過熱、燒損痕跡。

（2）檢查套管外表，將軍帽上蓋密封處沒有滲油現(xiàn)象。

（3）檢查套管頭部熱縮套，未發(fā)現(xiàn)有變壓器油滲出。

（4）檢查A相套管軟連接部分，軟連接情況良好。

通過逐一排查，發(fā)現(xiàn)套管底部放油閥處膠墊老化、螺栓松動。

2.3? ? 缺陷處理

此次缺陷排除了套管內(nèi)部存在過熱或放電性故障，套管絕緣性能良好，最終確認僅因為底部放油閥處膠墊老化、螺栓松動導(dǎo)致密封不良。如圖3所示，對放油閥處膠墊進行了更換并緊固螺栓。

3? ? 套管滲漏油常見原因及處理措施

3.1? ? 密封膠墊老化或質(zhì)量差

設(shè)備長期運行過程中密封墊老化，導(dǎo)致密封性能降低是常見的缺陷。對于沒有造成套管本體損壞的情況，處理措施是更換質(zhì)量好的膠墊。文獻[6]中將軍帽上蓋內(nèi)嵌O型密封圈明顯破損導(dǎo)致變壓器套管滲油，造成套管本體不能再繼續(xù)使用的情況，只能做更換套管處理。

3.2? ? 螺栓老化或松動

對于外部環(huán)境導(dǎo)致的螺栓老化或松動，通過更換或緊固螺栓即能解決問題。同時，在拆、接套管引線及螺栓過程中，要注意檢查各部位是否連接良好。

3.3? ? 材質(zhì)不合格

文獻[7]中講述了由于套管部件材質(zhì)不合格造成的漏油情況。由于材質(zhì)不合格，導(dǎo)電管在運行中受力斷裂，使套管整體密封失效。歸根到底，故障原因是廠家為了降低成本而偷工減料，導(dǎo)致設(shè)備存在運行隱患。

3.4? ? 其他原因

套管末屏未接地導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生懸浮電位對塑料絕緣套局部放電，絕緣密封圈燒穿，也會導(dǎo)致滲漏油。

4? ? 防范措施及建議

4.1? ? 切實加強設(shè)備出廠驗收

設(shè)備制造與出廠驗收階段，對設(shè)備質(zhì)量進行監(jiān)督，重點關(guān)注設(shè)備各部件的材質(zhì)檢測，可通過入場抽檢等方式，確保設(shè)備的材質(zhì)符合相關(guān)要求[8]。通過對各部件逐一把關(guān)，避免設(shè)備因本身質(zhì)量或結(jié)構(gòu)不合理而引起缺陷。

4.2? ? 切實加強設(shè)備安裝管控

設(shè)備安裝階段，應(yīng)嚴格把關(guān)安裝過程，確保安裝人員技能水平，避免由于人為原因或者安裝工藝不合格造成不良后果[8]。

4.3? ? 切實加強設(shè)備特巡測溫管理

變電運維專業(yè)要高度重視紅外測溫工作，按照周期做好例行檢測，根據(jù)變電站差異化運維措施、電網(wǎng)預(yù)警、負荷情況、天氣情況、重大活動、節(jié)假日等開展特巡及紅外測溫，發(fā)現(xiàn)缺陷及時聯(lián)系檢修人員，危急缺陷要及時匯報工區(qū)及調(diào)度并做好記錄。

5? ? 結(jié)語

本文分析了一起110 kV主變壓器高壓套管滲漏油缺陷，故障原因是油閥處膠墊老化、螺栓松動導(dǎo)致密封不良;總結(jié)了套管滲漏油的常見原因，并對此提出了防范措施。

[參考文獻]

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[2] SEPTYANI H I，ARIFIANTO I，PURNOMOADI A P.High voltage transformer bushing problems[C]// Proceedings of the 2011 International Conference on Electrical Engineering and Informatics，2011：1-4.

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[5] 劉廷敏.電力變壓器的絕緣電阻測量與分析研究[J].電子測試，2017（14）：7-9.

[6] 李豐，姒天軍，何建明，等.一起220 kV變壓器套管滲油故障原因分析及處理[J].電瓷避雷器，2021（2）：90-94.

[7] 毛文奇，彭平，劉赟，等.一起典型的套管運行中漏油事故分析[J].湖南電力，2017，37（4）：59-61.

[8] 張巍，周秀，丁培，等.兩起主變壓器套管漏油故障原因分析及防范措施[J].寧夏電力，2021（2）：63-65.

收稿日期：2022-02-18

作者簡介：許妍妍（1991—），女，河南人，助理工程師，從事電氣試驗、變電一次檢修工作。

通信作者：宋謙（1993—），女，江蘇人，助理工程師，從事電氣試驗、變電一次檢修工作。