110kV主變套管介質(zhì)損耗數(shù)據(jù)異常分析

劉正勝

（廣東電網(wǎng)公司江門供電局，廣東 江門 529000）

110kV主變套管介質(zhì)損耗數(shù)據(jù)異常分析

劉正勝

（廣東電網(wǎng)公司江門供電局，廣東 江門 529000）

在110kV主變中，套管是其重要的組成部分之一，判斷套管的絕緣程度好壞的一個首要指標(biāo)就是套管的介質(zhì)損耗因數(shù)tan 。如果有必要，在對變壓器進(jìn)行大修時，必須測量變壓器的介質(zhì)損耗。本文主要對套管介質(zhì)損耗超標(biāo)的原因進(jìn)行分析，并針對于此數(shù)據(jù)異常提出了相應(yīng)的解決方法。

110kV主變；套管；介質(zhì)損耗；數(shù)據(jù)分析

0 引言

變壓器的重要組件就是套管，套管性能的好壞直接關(guān)系到變壓器的正常運行。如果套管出現(xiàn)損耗，就會造成套管頂部的連接帽出現(xiàn)縫隙，這樣在下雨或潮濕天氣，雨水和潮氣很容易從縫隙進(jìn)入到變壓器內(nèi)部，雨水就會沿著套管內(nèi)部管壁進(jìn)入到變壓器的油箱內(nèi)部，導(dǎo)致內(nèi)部油紙受潮進(jìn)而引起油紙的絕緣水平降低，因而造成變壓器的損壞。

1 套管結(jié)構(gòu)改變引起介質(zhì)損耗因數(shù)的變化

圖1 套管結(jié)構(gòu)示意圖

如圖1所示，是套管的結(jié)構(gòu)示意圖，套掛引線與中心套管構(gòu)成導(dǎo)電回路，導(dǎo)電回路表示為套管引線→銷子→連接帽蓋→中心套管。如果銷子出現(xiàn)松動，就會使銷子與帽蓋之間形成縫隙，在接觸面使附加電阻與附加電容增加很多，在測試時也導(dǎo)致介質(zhì)損耗隨之增加。（1）當(dāng)銷子與帽蓋的接觸存在空氣間隙時，在回路中進(jìn)行測量時就等于在回路中加了一個附加電容C1，在測試時總電容C總和tanδ可以表示為：

由于C1間隙比較小，并且縫隙之間有雜質(zhì)存在，因此電容CX與介質(zhì)損耗tanδX均小于C1和tanδ1，在測試時就會導(dǎo)致被試套管的電容結(jié)果偏小，進(jìn)而在測試時結(jié)果顯示介質(zhì)損耗偏大；（2）當(dāng)銷子與帽蓋之間有縫隙，接觸不良，就有較大電阻存在于接觸面之間，這就相當(dāng)于在回路中附加了一個電阻R1，由于在回路中無形中加了一個附加電阻，那么如果測試頻率和電壓相同的情況下，CX所損失的無功損耗就會減小，相反，R1與R的有功損耗的消耗量將會增加，最終造成的結(jié)果就是在測試時介質(zhì)損耗偏大，但是對總電容量卻似乎沒有影響。結(jié)合上述的分析可以看出，套管的銷子與帽蓋的接觸不良是造成套管介質(zhì)損耗測試數(shù)據(jù)異常的主要原因。據(jù)調(diào)查，目前很多廠家已經(jīng)改進(jìn)了銷子的結(jié)構(gòu)，就是加裝了兩個碟片在原來的結(jié)構(gòu)上，那么在安裝時兩個碟片就會橫向插入到帽蓋的槽口內(nèi)，這樣就導(dǎo)通了銷子與將軍帽。

2 介質(zhì)損耗的異常數(shù)據(jù)分析

2.1 介質(zhì)損耗因數(shù)正切值tanδX與電容量CX都增大的情況

某供電局對110kV主變套管進(jìn)行分析，此套管的型號是BRL2W-110/600，屬于A相油紙電容型套管，額定電容量是280pF，試驗數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 主變壓器110kV A相套管的介質(zhì)損耗測試結(jié)果

從上表可以看出，本次的試驗測試數(shù)據(jù)雖然沒有超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，但是與交接數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，試驗數(shù)據(jù)有明顯的變化。經(jīng)過對套管的油樣進(jìn)行處理和分析，得出引起數(shù)據(jù)異常的主要原因就是由于銷子與帽蓋的密封不好進(jìn)水導(dǎo)致受潮、端部接觸不良引起發(fā)熱、設(shè)備陳舊導(dǎo)致絕緣老化、局部放電等現(xiàn)象，其中對安全運行威脅最大的就是發(fā)熱和受潮。現(xiàn)場處理方法，對套管進(jìn)行拆解，烘干套管電容芯，對密封問題進(jìn)行處理，然后再重新安裝，使套管恢復(fù)后再次進(jìn)行測量。試驗結(jié)果如表2所示。

表2 主變壓器110kV A相套管處理后的測試結(jié)果

2.2 介質(zhì)損耗因數(shù)正切值tanδ增大，電容量CX沒有變化

經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常后，對套管進(jìn)行拆解后做了以下處理：

（1）套管的表面有臟污存在，現(xiàn)場對套管進(jìn)行清潔后，再次進(jìn)行試驗，結(jié)果顯示，前后比較之后發(fā)現(xiàn)介質(zhì)損耗數(shù)值沒有變化。在試驗時，接線方法采用正接法，對表面泄漏的影響可以排除，上述結(jié)果顯示，套管的表面臟污問題不會引起介質(zhì)損耗數(shù)值增大；

（2）試驗接線問題，現(xiàn)場對試驗接線進(jìn)行檢查，與被試套管相連的所有繞組端子連接在一起加壓，對剩余的繞組端子進(jìn)行接地處理，末屏與電橋相接，在正接線的情況下進(jìn)行測量；經(jīng)檢查后接線正確，測量套管試驗結(jié)果顯示正常。由此可見，試驗接線問題不會導(dǎo)致介質(zhì)損耗數(shù)值增大；

（3）末屏受潮問題，現(xiàn)場清抹套管的末屏，清抹前后的試驗情況顯示，在測驗時用2500V兆歐表對末屏電阻與套管主絕緣進(jìn)行試驗時，清潔前后絕緣電阻值均在10000MΩ。試驗結(jié)果說明，末屏受潮也不會造成介質(zhì)損耗數(shù)值增大的問題。現(xiàn)場拆解套管頂部后發(fā)現(xiàn)：帽蓋頂部的鋁被氧化了、A相套管的防雨帽里面有水分存在。因此找到了套管介質(zhì)損耗數(shù)值偏大的原因：接線頭與引出螺桿密封不牢進(jìn)而導(dǎo)致雨水進(jìn)入引起受潮，如果銷子被嚴(yán)重化銹蝕，就會引起附加電阻增大，進(jìn)而導(dǎo)致套管的介質(zhì)損耗因數(shù)增大。經(jīng)過討論，可以采取下列措施進(jìn)行處理：把接線頭與引出螺桿的密封件解開，拿出引出螺桿，用紙巾擦拭干凈，再用電吹風(fēng)吹干，然后再重新安裝好進(jìn)行測量，測得的結(jié)果顯示與出廠值和交接試驗的結(jié)果相差不大，說明缺陷消除了。

2013年11月，對某變電站進(jìn)行預(yù)防性試驗，在測試主變的高壓套管時發(fā)現(xiàn)，套管的介質(zhì)損耗數(shù)值增大，超出標(biāo)準(zhǔn)值，經(jīng)過多次試驗測量結(jié)果都顯示介質(zhì)損耗數(shù)值偏大，電容值依然沒有變化。出現(xiàn)異常的設(shè)備資料：制造日期2007年9月，主變體的型號為SZ11-40000/110TH，2007年11月23日投入運行，至今有6年了。排除了末屏受潮問題、試驗接線問題、套管表面臟污問題后，也和上述實例一樣對套管頂部進(jìn)行拆解后發(fā)現(xiàn)：1）帽蓋頂部的鋁被空氣氧化了；2）套管銷子嚴(yán)重生銹，造成與帽蓋頂部接觸不良；3）套管的導(dǎo)電桿銷子生銹情況嚴(yán)重；4）使用萬用表對帽蓋頂部與導(dǎo)電桿的電阻進(jìn)行測量，電阻顯示無窮大，回路不通。改變接線方式，采用短接法，再次試驗情況如下：用保險絲把導(dǎo)電桿與帽蓋進(jìn)行連接，試驗結(jié)果顯示：電容值沒有變化，介質(zhì)損耗因數(shù)tan 為0.28％。說明試驗結(jié)果是正常的，與上一次試驗結(jié)果沒有變化。所以分析原因：套管導(dǎo)電桿的銷子生銹情況比較嚴(yán)重，造成回路的接觸不良，在套管試驗時，由于主導(dǎo)回路不通，造成懸浮電位在套管防雨罩上產(chǎn)生，使電流泄漏增大，進(jìn)而使介質(zhì)損耗的測量值受影響，而電容量沒有變化。采取的處理方法為用砂紙對導(dǎo)電桿的銷子進(jìn)行打磨，對帽蓋頂部的鋁屑進(jìn)行清除，再按要求安裝好，對導(dǎo)通情況進(jìn)行測量。

3 結(jié)束語

在對主變壓器的套管進(jìn)行測量時，要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，綜合考慮各方面的影響因素，盡量排除一些不可能發(fā)生的測量誤差，要盡可能提高測試工作的準(zhǔn)確性，對套管的實際情況給予一個真實的反映。發(fā)現(xiàn)問題時要及時采取應(yīng)對措施，對缺陷進(jìn)行消除，保證主變設(shè)備的安全運行。

[1]程國飛.變壓器高壓套管介損異常數(shù)據(jù)分析[J].自動化應(yīng)用，2012（08）.

[2]王軍德，董萬光，侯憲法.110kV主變套管介損超標(biāo)的分析與處理[J].變壓器，2013（10）.