摘要：變壓器套管是變壓器重要絕緣部件，其電氣和機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性能等技術(shù)指標(biāo)必須達(dá)到規(guī)定要求，且應(yīng)具有良好的密封性能。鑒于此，針對(duì)某電廠兩起500 kV變壓器高壓套管在運(yùn)行中出現(xiàn)的漏油、受潮等問(wèn)題，通過(guò)紅外測(cè)溫、電氣試驗(yàn)、油化驗(yàn)等技術(shù)手段，結(jié)合套管解體檢查，找出缺陷部位，分析發(fā)生的原因，提出變壓器套管在廠內(nèi)監(jiān)造驗(yàn)收、現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)、檢修試驗(yàn)等環(huán)節(jié)必須把控的關(guān)鍵點(diǎn)和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：高壓套管；電氣試驗(yàn)；缺陷處理；主變壓器

中圖分類號(hào)：TM411；TM216+.5? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1671-0797（2023）10-0079-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.10.022

0? ? 引言

油浸式變壓器因其絕緣強(qiáng)度好、傳熱性能強(qiáng)、工程造價(jià)低而得到廣泛應(yīng)用，可以解決大空間熱管散熱和工作電壓高的絕緣層問(wèn)題。然而，油浸式變壓器運(yùn)行中普遍存在的漏油問(wèn)題嚴(yán)重危害著變壓器的運(yùn)行安全[1-3]。

變壓器漏油會(huì)對(duì)變壓器的安全運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅[4]。

（1）如果變壓器長(zhǎng)時(shí)間漏油或大量漏油，油枕油量會(huì)不足。當(dāng)運(yùn)行中的油枕油液位降低過(guò)多時(shí)，會(huì)造成瓦斯繼電器的誤動(dòng)作。當(dāng)變壓器缺油嚴(yán)重、內(nèi)部繞組裸露時(shí)，會(huì)破壞絕緣層，甚至發(fā)生熱擊穿安全事故，造成變壓器停運(yùn)，危及電力工程的可靠供電。

（2）變壓器漏油，極易造成水進(jìn)入，導(dǎo)致變壓器內(nèi)部回潮。

（3）變壓器漏油位置非常容易附著灰塵，使得表面大面積附著油污，極大損害外觀品牌形象，并導(dǎo)致維修困難。

（4）泄漏的航空液壓油會(huì)造成水資源浪費(fèi)，污染環(huán)境[5-7]。

因此，變壓器漏油問(wèn)題必須引起變電站維護(hù)人員的高度關(guān)注，主變?nèi)粘＿\(yùn)行維護(hù)過(guò)程中如果套管的密封性能不良，有可能造成漏油或內(nèi)部受潮的故障發(fā)生，影響變壓器安全運(yùn)行。本文列舉了兩起500 kV變壓器套管因密封性能不良導(dǎo)致的設(shè)備缺陷實(shí)例。

1? ? 故障實(shí)例1：某500 kV電廠#1主變C相高壓套管嚴(yán)重漏油

1.1? ? 主變及套管情況

該主變?nèi)萘繛?40 000 kVA，1997年12月投運(yùn)，其高壓套管型號(hào)為L(zhǎng)ZZB1-10 600/5A。

1.2? ? 缺陷處理情況

2016年9月開展設(shè)備特巡時(shí)，發(fā)現(xiàn)該電廠#1主變C相套管缺油，套管末屏周邊有滲油痕跡。試驗(yàn)人員對(duì)#1主變進(jìn)行紅外測(cè)溫時(shí)，發(fā)現(xiàn)C相套管油位指示計(jì)已顯示無(wú)油，紅外熱像圖譜如圖1所示。此時(shí)，環(huán)境溫度29 ℃，相對(duì)濕度70%，負(fù)荷電流46.6 A。根據(jù)圖1可知，三相套管油室部位溫度分布不一致，C相套管油室溫度較低，其分布范圍在35.7～36.9 ℃，而正常的B相溫度分布范圍為37.4～38 ℃，診斷為套管缺油，油位的下降導(dǎo)致了C相溫度偏低。隨后經(jīng)過(guò)密切跟蹤，2016年10月30日，對(duì)#1主變C相套管進(jìn)行停電消缺處理。處理之后，漏油檢查、試驗(yàn)數(shù)據(jù)和帶電檢測(cè)均正常，缺陷消除。

1.3? ? 檢查與試驗(yàn)

1.3.1? ? 套管檢查

為了尋找主變套管的漏油點(diǎn)，停電期間，檢修人員對(duì)套管進(jìn)行了全方位的檢查，發(fā)現(xiàn)末屏附近漏油情況最為嚴(yán)重，打開末屏接地小蓋之后有新油不斷從末屏處流出，末屏端子螺帽松動(dòng)，如圖2所示。隨即將末屏端子螺帽擰緊，觀察一段時(shí)間后沒(méi)有繼續(xù)漏油的現(xiàn)象。

1.3.2? ? 套管試驗(yàn)與處理

為了檢查漏油的套管絕緣油是否合格，取#1主變B、C相套管的油樣化驗(yàn)對(duì)比分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

從表1的油色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，B相與C相套管的絕緣油試驗(yàn)數(shù)據(jù)均在合格范圍內(nèi)，但是C相套管的H2和CH4含量比B相明顯要大，接近注意值，判斷C相套管由于滲油在呼吸作用下內(nèi)部輕微受潮。隨即對(duì)C相套管進(jìn)行循環(huán)濾油處理，多次換油后將C相套管油位補(bǔ)至正常水平，靜置24 h后，重新進(jìn)行油色譜試驗(yàn)合格。持續(xù)觀察了兩天，套管油位維持穩(wěn)定且無(wú)滲油現(xiàn)象。

在更換套管油前后，分別開展了C相套管電氣試驗(yàn)，并與上一個(gè)檢修周期的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

以上數(shù)據(jù)均在合格范圍之內(nèi)，在缺油的情況下，套管的電容值有一定程度的降低，但試驗(yàn)數(shù)據(jù)仍在標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)。由此可確定，該主變C相套管漏油是由末屏端子處螺栓松動(dòng)引起密封不良所致。

2? ? 故障實(shí)例2：某500 kV電廠#2主變中性點(diǎn)套管受潮

2.1? ? 主變及套管情況

該主變?nèi)萘繛?40 000 kVA，2003年投運(yùn)，其高壓套管型號(hào)為L(zhǎng)ZZB1-10 600/5A。

2.2? ? 缺陷處理情況

2018年7月，該電廠開展#2主變例行試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)天氣為晴，濕度65%，環(huán)境溫度29 ℃，上層油溫33 ℃。根據(jù)試驗(yàn)流程首先進(jìn)行了繞組直流電阻、分接開關(guān)動(dòng)作特性、繞組低電壓阻抗測(cè)試，均合格，而高壓套管連同繞組對(duì)低壓及地的絕緣電阻和泄漏電流試驗(yàn)不合格。高壓套管外瓷套對(duì)地40 kV直流電壓下泄漏電流12 μA，且絕緣電阻值達(dá)20 000 MΩ，數(shù)據(jù)如表3所示。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，變壓器高低壓套管外絕緣性能正常，但主變高壓側(cè)套管內(nèi)絕緣存在缺陷。隨后，開展主變繞組連同套管的相關(guān)電氣試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4所示。

試驗(yàn)進(jìn)一步表明低壓側(cè)絕緣試驗(yàn)合格，高壓繞組連同套管介損值、高壓0相套管電容量及介損值均不合格。分析高壓0相套管對(duì)高壓繞組連同套管介損值的影響，進(jìn)行理論計(jì)算：

Cl×tgl%=C總×tg總%-C0×tg0%

tg1%=（4.01%×8 045-58.6%×512.1）/（8 045-512.1）≈0.299%

式中：C1、tg1%為高壓繞組排除0相套管影響后的電容量及介損值。

分析計(jì)算表明，排除0相套管影響后高壓繞組電容量及介損值合格。

對(duì)變壓器本體及高壓套管取油樣進(jìn)行油中溶解氣體色譜及水分分析，試驗(yàn)結(jié)果表明本體油及A、B、C三相套管油樣合格，0相套管油樣氫氣及水分超標(biāo)。為了更全面地檢驗(yàn)變壓器絕緣性能，證實(shí)分析判斷結(jié)論，決定將缺陷相高壓0相接地后進(jìn)行局部放電試驗(yàn)。局部放電試驗(yàn)結(jié)果表明，三相1.3倍Um/電壓下局放量均小于100 pC。

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)該主變中性點(diǎn)套管存在嚴(yán)重受潮的絕緣缺陷，變壓器本體及其他部件絕緣性能正常。更換新的中性點(diǎn)套管后，主變?cè)囼?yàn)合格，恢復(fù)供電。

在檢修車間對(duì)該中性點(diǎn)套管進(jìn)行解體分析，解體后發(fā)現(xiàn)套管內(nèi)部進(jìn)水受潮，如圖3所示。套管進(jìn)水原因?yàn)閮?chǔ)油柜膠木密封圈變形失效，導(dǎo)致套管密封性能下降，內(nèi)部嚴(yán)重受潮，如圖4所示。

3? ? 結(jié)論與建議

（1）在廠內(nèi)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，業(yè)主單位必須組織技術(shù)人員對(duì)主變開展出廠監(jiān)造和交接驗(yàn)收，在廠內(nèi)同步開展金屬分析檢測(cè)等技術(shù)監(jiān)督工作。對(duì)涉及產(chǎn)品質(zhì)量方面的細(xì)節(jié)問(wèn)題以及試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)，要細(xì)致分析，認(rèn)真整改。交接驗(yàn)收時(shí)，要收集該廠家同一批次套管的材質(zhì)型號(hào)、電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)、出廠記錄等資料。

（2）主變安裝后的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收要認(rèn)真仔細(xì)，對(duì)本體和組部件的任何部位都要排查可能存在的疑點(diǎn)。應(yīng)設(shè)專人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，確保套管安裝質(zhì)量合格。在變壓器投運(yùn)前應(yīng)安排取油試驗(yàn)，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備隱患。

（3）在主變運(yùn)行過(guò)程中，套管缺陷可以通過(guò)電氣試驗(yàn)、油化試驗(yàn)、紅外測(cè)溫等手段進(jìn)行數(shù)據(jù)的橫向比較和縱向比較，通過(guò)試驗(yàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)呈現(xiàn)設(shè)備缺陷特征及變化趨勢(shì)。通過(guò)綜合分析判斷，確診主變套管存在的隱患，實(shí)現(xiàn)缺陷精準(zhǔn)定位。

（4）主變例行停電檢修前，應(yīng)安排對(duì)各部件進(jìn)行帶電檢測(cè)，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)套管缺油或受潮等缺陷，提前制定好檢修方案，確保檢修一步到位，提高檢修質(zhì)量。

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收稿日期：2023-01-17

作者簡(jiǎn)介：李澤明（1993—），男，吉林集安人，助理工程師，主要從事發(fā)電廠運(yùn)行及管理工作。