沈洪

摘要：文章通過對(duì)某110kV變電站主變套管故障的分析計(jì)算，找出故障原因，并對(duì)其原因進(jìn)行分析，最后提出處理措施及建議。

關(guān)鍵詞：主變套管；變壓器；保護(hù)動(dòng)作；110kV變電站

中圖分類號(hào)：TM407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2012）04-0139-03

某110kV變電站#1主變本體內(nèi)部發(fā)生B短路，一次最大故障電流有效值約為10494A，#1主變本體壓力釋放動(dòng)作噴油，差動(dòng)速斷動(dòng)作，本體輕、重瓦斯動(dòng)作，#1主變兩側(cè)開關(guān)跳閘。跳閘后，10kV備自投裝置起動(dòng)，成功合上532開關(guān)和521開關(guān)，10kV1M恢復(fù)正常運(yùn)行，未造成負(fù)荷損失。該主變?yōu)榻K某變壓器有限公司于2007年生產(chǎn)，型號(hào)為SZ10-50000/110，變高套管及中性點(diǎn)套管均為上海某公司生產(chǎn)，變高型號(hào)為COT550-800，中性點(diǎn)套管型號(hào)為COT325-800。

一、保護(hù)動(dòng)作情況及分析

（一）保護(hù)動(dòng)作情況

（二）保護(hù)動(dòng)作情況分析

電氣量保護(hù)方面：由#1主變差動(dòng)保護(hù)、高后備保護(hù)故障錄波圖可知：在忽略負(fù)荷電流情況下，#1主變高壓側(cè)B相出現(xiàn)大電流（最大二次有效值約為26.235A, 進(jìn)行Y→△轉(zhuǎn)換后二次有效值約為23Ie），高壓側(cè)電壓Uab、Ubc明顯降低（最小值二次有效值約為13V），且高壓側(cè)零序電壓Uo明顯升高（最大二次有效值約為23.72V）；進(jìn)一步分析得：差動(dòng)保護(hù)裝置記錄差流DIa與DIb相位相反、幅值相等（進(jìn)行Y→△轉(zhuǎn)換后二次有效值約為21.17Ie），而DIc基本為0, 可以判斷#1主變保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生B相短路故障，保護(hù)定值內(nèi)差動(dòng)速斷為7Ie、比率差動(dòng)起動(dòng)電流為0.4Ie,故障電流遠(yuǎn)大于整定值，故#1主變差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作。

非電量保護(hù)方面：由故障時(shí)SOE記錄可知，本體壓力釋放最先動(dòng)作（約10MS），而后本體重瓦斯動(dòng)作（約67MS），由此判斷主變本體內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重短路故障，引起變壓器油分解出大量氣體，導(dǎo)致壓力釋放閥及瓦斯繼電器動(dòng)作，故#1主變非電量保護(hù)正確動(dòng)作。

二、主變檢查及試驗(yàn)情況

1．故障發(fā)生后，檢修人員立即對(duì)主變外觀進(jìn)行檢查，主變壓力釋放閥動(dòng)作噴油，主變油枕油位為0刻度，并發(fā)油位低信號(hào)，本體瓦斯繼電器內(nèi)已無變壓器油，主變變高B相套管根部斷裂，套管已無油位，A、C相套管存在不同程度裂紋，套管油位正常。主變其他部件未見異常。試驗(yàn)人員對(duì)主變本體和變高A、C相套管絕緣油取樣化驗(yàn)，本體油含有乙炔1439.83μL/L，總烴3738.33μL/L，判斷為高能量放電所致。同時(shí)，試驗(yàn)人員還對(duì)主變進(jìn)行繞組變形試驗(yàn)、直流電阻試驗(yàn)、變比試驗(yàn)和套管試驗(yàn)，本體試驗(yàn)數(shù)據(jù)未見異常，變高三相套管試驗(yàn)不合格。

2．解體情況。

（1）工作人員拆除變高三相套管，其中變高A、C相套管油中部分完好，變高B相套管下部明顯放電痕跡，環(huán)氧樹脂筒已炸裂，并且延長(zhǎng)管已脫落（如圖1、2、3）。

（2）套管解體檢查情況。B相套管頂部注油螺栓處密封圈完好且緊固，套管末屏接地良好，沒有放電痕跡。變高B相套管側(cè)面取油樣螺栓處無密封圈，且取油樣螺栓下部的貼紙已變形（判斷為該處泄漏高溫油將貼紙燙變形）。經(jīng)了解，變壓器廠家和運(yùn)行單位都未曾對(duì)該套管進(jìn)行取油樣，排除現(xiàn)場(chǎng)丟失；如果密封圈套在螺栓上，也難以脫出，由此推斷該套管出廠時(shí)漏裝取油樣螺栓處密封圈的可能性較大。其他A、C相取油樣螺栓處密封良好。

另外，B相套管末端均壓球與導(dǎo)桿間燒穿，延長(zhǎng)管下端和上端均有放電燒傷痕跡。將電容芯子每層拆解，層間未發(fā)現(xiàn)放電痕跡。解體后，對(duì)B相套管再次測(cè)量介損，介損數(shù)據(jù)合格，表明套管電容芯子未受潮。

3．廠家對(duì)主變本體放油檢查，變壓器內(nèi)部未發(fā)生內(nèi)部短路故障，繞組未受到明顯短路沖擊現(xiàn)象。檢查情況如下：

（1）變高B相線圈上部絕緣壓板和B相對(duì)應(yīng)的油箱底部均發(fā)現(xiàn)套管環(huán)氧樹脂筒碎片，B相引線旁油箱內(nèi)壁和鐵扼處發(fā)現(xiàn)電弧燒痕跡。B相引線絕緣紙輕微破損，導(dǎo)體未見外露。

（2）B相套管升高座CT未見異常。

（3）變高A相線圈上部絕緣壓板處無異物。

（4）變高C相線圈上部絕緣壓板處少量異物。

（5）三相繞組絕緣圍屏未見變形和異常。

（6）繞組絕緣壓板夾釘位置未見松動(dòng)。

（7）調(diào)壓線圈出線夾持可靠、牢固、無松動(dòng)，分接引線無變形，絕緣無破損。

（8）有載調(diào)壓引線接頭連接緊固、未見異常。

三、原因分析

根據(jù)對(duì)主變套管及變壓器內(nèi)部的檢查情況，并結(jié)合保護(hù)動(dòng)作情況及事故后試驗(yàn)數(shù)據(jù)，判斷為變高B相套管密封不良是引起短路故障的直接原因。變高B相套管出廠時(shí)側(cè)面取油樣螺栓處漏裝密封圈，導(dǎo)致潮氣或水分進(jìn)入套管內(nèi)，并沉積在套管底部，使套管內(nèi)絕緣油的絕緣強(qiáng)度下降，引起均壓球部位的環(huán)氧絕緣筒內(nèi)壁及套管電容芯子臺(tái)階沿面放電，放電路徑：套管接線掌——芯子鋁管——均壓球——環(huán)氧絕緣筒內(nèi)壁（電容芯子表面）——延長(zhǎng)管——法蘭（接地），導(dǎo)致單相接地故障。由于短路電流未流經(jīng)變壓器繞組，變壓器繞組試驗(yàn)未見異常。放電致使套管內(nèi)絕緣油壓力膨脹導(dǎo)致環(huán)氧絕緣筒炸裂，同時(shí)壓力膨脹也導(dǎo)致上瓷套與下法蘭處炸裂。放電使油溫急劇升高，本體內(nèi)變壓器油壓急速升高，使變高A、C相套管受沖擊產(chǎn)生裂紋。

四、處理措施及建議

（一）理措施

1．對(duì)變壓器內(nèi)部的套管環(huán)氧樹脂筒碎片、異物及油箱壁油污進(jìn)行清理。

2．對(duì)B相引線絕緣紙破損處進(jìn)行包扎。

3．用新變壓器油對(duì)三相繞組及油箱壁進(jìn)行沖洗并再次檢查清理。

4．更換三相高壓套管及中性點(diǎn)套管，并對(duì)套管密封性進(jìn)行檢查，確保套管密封良好。

5．對(duì)變壓器油進(jìn)行過濾，本體抽真空，待油樣合格后，本體真空注油。注油后，再進(jìn)行熱油循環(huán)。

6．主變常規(guī)試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)、局放試驗(yàn)，待試驗(yàn)合格后主變可恢復(fù)運(yùn)行。

7．如果變壓器試驗(yàn)不合格，變壓器廠家將立即提供新的備用變壓器進(jìn)行更換。

（二）建議

1．據(jù)了解，同廠、同型號(hào)套管已發(fā)生多起類似故障，希望套管生產(chǎn)廠家引起重視，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量控制，從源頭上把好質(zhì)量關(guān)。

2．建議變壓器廠家在變壓器出廠檢驗(yàn)流程中，加強(qiáng)外購部件的檢查力度，尤其是套管的密封檢查，把好第二道關(guān)。

3．對(duì)運(yùn)行中同廠、同型號(hào)套管，建議有停電機(jī)會(huì)時(shí)，開展對(duì)套管密封性進(jìn)行檢查，以確保設(shè)備安全運(yùn)行。第一步，檢查注油孔螺栓是否有密封圈、密封圈是否完好，沒有或破損時(shí)，立即補(bǔ)充或更換。第二步，檢查注油孔螺栓是否緊固，確保密封圈密封

良好。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：劉 晶）