摘要：500 kV主变的运行状况直接关系着电网的安全，本文根据一起500 kV主变内部绝缘击穿造成的故障，通过对故障后设备的解剖分析和原因查找，分析出了故障的原因，并对日后对500 kV主变的运行和维护工作进行了思考和改进。
关键词：500kV；主变；套管；内绝缘；接地故障；跳闸；击穿
ABSTRACT: Working conditions of the 500 kV transformers directly relate to the safety of the grid. This paper introducesa trip failure of a 500 kV transformercaused by an interior insulation breakdown. Thorough examination was carried out on each component of the transformer and finally the original failure reason was therefore deducted.Furthermore,. several important improvements are proposed to make a better maintenance of the 500 kV transformer.
KEYWORDS: 500kV; transformer; bushing; internal insulation; ground fault; trip; breakdown
0 引言
500kV主变的运行状况关系着电网的安全稳定运行[1-8]。500kV变电站是枢纽变电站，500kV主变的故障，会直接影响着500kV变电站的输出功率；对于其发生的各种故障，都要引以为戒，安排好反事故措施，杜绝同样的故障再次发生。
1 1#主变B相故障的经过
某站主变差动保护动作，跳开主变三侧5021开关、5022开关、2201开关、301开关，35kV 1M母线失压，380V#1备自投成功，站用电切换正常，事件没有造成负荷损失。
该型号主变是500kV单相自藕壳式无载调压变压器，型号为SUB，由日本三菱公司生产于2003年生产，额定容量为3 334/334/100MVA；三相电压为(525/ )/(230/ )/(34.5)kV，结线组别为 YNa0d11。
2 故障相主变的检查情况
通过对故障变压器解体检查，验证本次变压器故障的放电位置在高压套管尾端屏蔽均压罩与箱体内壁之间，未发现其他放电点，与故障现场调查结果相吻合。检查高压套管、尾端均压罩和升高座主要检查情况如下：
高压套管尾端均压罩有明显的放电痕迹，均压罩有3个直径分别为40mm、16mm、30mm击穿孔，高压套管上、下瓷套完全破碎脱离剩余导电杆，导电杆未发现放电痕迹，CT二次接线烧损严重，但接线和紧固螺丝没有缺失；高压侧升高座内5组CT外绝缘烧损发黑，但外形及内部绕组铜线完好。
图1 检查高压套管、尾端均压罩和升高座
Fig.1Check the high voltage bushing, grading cover and elevated seat
图2 均压罩有三个击穿孔
Fig.2Three strike holes in the grading cover
图3 套管下部
Fig.3 The downsides of the porcelain bushings
图4 上套管瓷套及导电杆
Fig.4The porcelain bushing and conductive rod
图5 CT二次接线盒
Fig.5CT secondary junction box
图6 CT一次绕组
Fig.6CT primary winding
3 故障原因分析
#1主变B相内部故障点明确，放电路径清晰，电弧烧灼痕迹明显，其位置在B相套管尾端屏蔽均压罩与箱体内壁之间。该型号设备在以往的运行过程中，亦曾经出现过相同的放电故障，可见，该位置为电场分布不均突出部位。屏蔽均压罩对箱体内壁及均压环放电，但主要放电点在箱体内壁，可见，其设计或结构存在不足。
油中的极性物质在电场的作用下，沿电场方向极化定向，可能形成“小桥”放电通道，导致绝缘强度迅速降低，并发展为贯穿性放电。#1主变的放电部位均为高场强区域，由于该绝缘结构为长油隙，且无绝缘覆盖及屏障，符合形成“小桥”放电通道条件，容易造成该类型放电。
鉴于主变内部污染较严重，无法找出形成“小桥”异物，异物来源难以确定。
据了解，自2004年以后，日本三菱公司生产的该型号主变变高套管尾端屏蔽均压罩增加绝缘覆盖，本次故障变压器高压套管并未采取上述结构。
综合以上情况分析，#1主变B相本体存在设计及制造工艺方面的问题，是造成本次设备故障的直接原因。
图7 主变绝缘薄弱环节示意图
Fig.7The schematic of weaknessin themain transformer’s insulation
图8 均压环直径1097mm、均压环圆管直径24.3 mm
Fig.8Grading ring diameter is 1097mm, equalizing ring tube diameter is 24.3 mm
图9 升高座底部箱体内壁不平整
Fig.9 Inside walls of the bottom elevated seat is not flat
图10 均压罩及均压环的位置示意图
Fig.10Schematic location of the grading cover and rings
图11 未包封绝缘和已包封绝缘的屏蔽均压罩
Fig.11 Grading cover without and with insulation
4 结论
1）该型号的变压器的设计存在着相似的内部缺陷，需要进行整改，防止再次事故的发生。
2）要完善和增加对500kV主变内部绝缘情况的检测，尽可能多的掌握主变相应故障前的基本状况，防范未然。
3）改进的措施有：完善500kV主变在线监测系统。开展500kV主变超声局放带电测试工作，加强设备运行状态监测。开展500kV主变安装套管电容量和介损在线监测装置试点工作，实现主变套管运行状况的在线监测。
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职创项目：主变套管CT极性校验工具的开发，项目编号：031900KK52170033
苏华锋:1983—，男，高级工程师，主要从事电力系统稳定控制，继电保护方面的研究工作。
论文作者:苏华锋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
标签：套管论文; 故障论文; 变压器论文; 高压论文; 内壁论文; 箱体论文; 在线论文; 《电力设备》2017年第33期论文;