某牵引变高压套管进水受潮导致运行放电事故分析处理案例

发表时间:2020/8/28   来源:《科学与技术》2020年第9期   作者:钱成志
[导读] 变压器现场安装管控作为变压器质量控制的最后一道关卡

         摘要:变压器现场安装管控作为变压器质量控制的最后一道关卡,对产品质量的影响至关重要,如安装过程中控制不当,则会对变压器的运行带来不可预知的质量风险,本文以一台220kV牵引变套管安装管控不到位造成变压器内部进水的案例,介绍了问题发生后问题的检查、处理过程,以及后续安装、检修过程需要关注的事项。
         关键词:牵引变;套管;进水;受潮放电;安装管控
         引言:某项目一台220kV牵引变,产品运行过程中发生差动保护跳闸,经检查原因是高压220kV油纸电容式套管顶部密封不严,运行中变压器内部进水,进而引发内部放电的案例,本文描述了产品发生故障后的分析及处理过程,以及后期产品安装过程中的质量控制建议。
         1、情况描述
         某项目一台220kV牵引变发生差动保护动作跳闸事故,跳闸后进行的电气试验、绝缘试验均合格,但油色谱指标异常,具体测试结果如下:
(1)电气试验项目:
         变比误差在允许范围内,变压器绕组无接触性短路故障,直阻试验结果与出厂值接近,变压器电路连接部位无接续不良问题;绝缘电阻与出厂值接近。
         (2)油色谱分析报告

         2、初步原因分析
         (1)电气试验结论:各项测试结果正常,变压器的主绝缘未发生问题。
         (2)油色谱分析:三比值法编码为:1 0 2,一氧化碳与二氧化碳比值小于3,说明变压器故障已涉及到绝缘材料,氢气、乙炔超标,说明变压器内部有绝缘部分的导体存在放电性故障。
         (3)故障录波分析结论:故障时高压侧BC相电流基本一致,相位差180°,呈短路故障状态;故障时电流在100A左右,说明放电容量较小。
         综合结果分析:变压器高、低压电路接线、套管、主绝缘等无故障表现,但绕组击穿性故障不能排除,需进一步试验排查。
         3、问题检查处理
         (1)对变压器进行低电压空载试验和低电压阻抗测量试验,试验结果与出厂值无明显差距,确定变压器线圈无严重短路变形故障。
         (2)对变压器排油内检,发现220kV侧X相高压套管均压球以下、导线夹以上引线可视部位有明显受潮现象,表现为引线包扎绝缘层(绝缘皱纹纸)出现膨胀、变软、凸凹不平,手指按压后出现凹坑并无弹起;导线夹以下至绕组端部引线弯折部位出现同样的上述受潮表现(下图左)。拆除引线根部的瓦楞纸板,发现引线底部绝缘层已明显变色,拆除的瓦楞纸板在靠近绕组端呈现因放电形成的炭黑及击穿性损伤。引线根部绕组出线部位已有明显局部受潮现象,并在紧挨引出线下部的第四饼和第五饼线圈之间发现有明显放电痕迹(下图中)。
         从以上现象判断,X相整根引出线已受潮,其来源应在套管上端部,进一步对X相高压套管进行外部检查,拆除套管顶端将军帽的六颗压紧螺栓,旋出将军帽后发现密封圈内侧(有效密封部位)与密封圈外侧(大气接触部分)均呈现明显的锈蚀现象(浅黄色,见下图右),说明密封圈未起到应有的密封作用,原因是将军帽上的六颗压紧用螺栓没有完全紧固到位所致。  
 
         为验证X相套管是否因紧固原因而出现的受潮现象,打开另一相套管端部将军帽,观察密封部位与X相完全不同,密封圈以内的有效密封部位呈灰白色,无任何锈蚀迹象。说明另一相套管将军帽紧固到位,密封良好。
         4、处理方案
         根据变压器绝缘受损程度的修复可能性,以及用户要求尽量减少变电所无备用设备的时间,决定对变压器进行现场吊罩,对受损的线圈绝缘进行修复,更换受潮的引线和绝缘件,对出现部位的线圈导线进行修复,对匝绝缘进行重新包扎,将抽出的变压器油热油循环合格后重新抽真空注油,对变压器整体热油循环72h,静放48小时后委托第三方对变压器进行全套现场试验(试验项目及标准按照变压器交接试验规程完成,所有试验结果满足规程规定,其中局放量均低于100pC),合格后投运。
         结论:此台变压器跳闸故障的原因是安装过程中质量控制不到位, X相套管将军帽压紧螺栓紧固不实、密封不严,从该处渗水、进气,经过长时间运行,致使X相引线受潮,直至引线根部线圈出线部位,造成该处绝缘强度降低,饼间放电,因而变压器差动保护动作跳闸,退出运行。
         对于110kV级及以上变压器,其高压套管均使用油纸电容式套管套管,套管自身带有储油柜,其套管端子密封面远高于变压器储油柜的油面,如安装时密封不严无法及时发现。另一方面,大型变压器的安装按照行业常规是由业主委托第三方有资质的施工单位进行安装,从产品安装质量控制的角度来说,有以下几个方面需要做好控制:一是要选择经验丰富的安装队伍和人员,清楚知晓变压器安装关键环节的管控。二是变压器厂家技术人员应在产品安装前对施工单位做好安装前的技术交底和培训,明确各安装环节、工序注意事项和执行标准,施工过程中指导施工单位做好各个安装环节的质量管控,并对关键工序亲自把控。三是产品安装完毕后,应严格按照GB50148的规定对变压器进行压力密封试验,对油纸电容式套管顶部和储油柜顶部的密封情况进行有效检验,杜绝类似问题的再次发生。另外,对于此类线圈出线部位有放电故障的产品,现场修理存在一定的局限性,对线圈内部的清洁度和受损情况无法有效检查和评估,如条件允许的情况下,应选择返厂检查修理的方式,彻底杜绝隐患。
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