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吉林省集安市云峰发电厂 134200
摘要：本文介绍了云峰发电厂生产现场220kV变压器套管，近几年来在高压试验过程中所发现的两起介质损失角偏大和电容量超标事件的分析和处理经过，并提出此类问题的处理方法，供现场工作人员借鉴参考。
关键词：变压器套管；电容量超标；分析处理
1课题背景及研究的意义
电力变压器是电力系统的核心，在电能接收转换和传输配送过程中，起着最关键和最重要的作用。是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路。它是电网安全运行防止重大事故的第一道防御设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏，还会中断电力供应，给国民经济和社会都会造成巨大的损失。
变压器套管是是变压器的主要部件之一，是将变压器内部高、低压引线引到油箱外部的出线装置。套管的故障和异常，虽有的构不成事故，但有的异常如不及时消除，往往会导致十分严重的后果。作为引线对地的绝缘，担负着固定引线的作用。因此，它必须具有规定的电气和机械强度；套管在运行中除应承受长期负载电流外，还应能承受短路时的瞬时过热，即应有良好的热稳定。变压器高、低压套管如果存在缺陷或故障，将直接危及变压器的安全运行及其供电可靠性。高压侧套管（油纸电容式套管），由于其结构复杂，维护周期长，检修难度较大。因此，对油纸电容型套管应及时进行检修与维护，减少并杜绝套管事故是十分重要的。本文详细介绍了云峰发电厂两起220kV套管出现的介质损失角偏大、电容量超标的原因分析及处理经过，总结并提出了此类问题的处理方法，供现场工作人员借鉴参考，共同商榷此类套管异常的处理。
2故障实例
2.1案例一：220kV2号主变套管电容量正误差超标分析处理
2.1.1缺陷发现经过
2004年6月19日，云峰发电厂220kV 2号主变压器（型号：SFP7-120000/220，沈阳变压器厂60年代产品）。在预防性试验中，测得A相套管试验值异常，已经超过《电力设备预防性试验规程（DL/T596-1996）》的标准要求。具体试验数据如表2-1所示：
表2-1 處理前2号主变压器A相套管高压试验数据
相别 tgδ% 实测电容值（PF） 铭牌电容值（PF） 电容量误差（%）
O 0.326 350.5 346.1 +1.27
A 3.618 450.7 428.5 +5.18
B 0.157 427.4 428.1 -0.16
C 0.274 427.5 426.9 +0.14
发现套管电容量超过正偏差标准后，试验人员先对套管的外观进行了仔细的检查，没有发现A相套管有裂纹等异常，裙边无破损，且外观清洁、干燥。取油样化验时，发现2号主变压器套管的绝缘油耐压值很低，又进行其他项目化验时，发现几个重要项目指标均超标。故怀疑套管密封不严，进水受潮。油性能试验数据如表2-2所示：
表2-2 处理前2号主变压器A相套管油性能试验数据
项目 标准值 实测值
击穿电压（kV） ≥50 30
含水量（mg/L） ≤25 60
闪点（℃） ≥140 94
介质损失角 ≤0.005 0.0088
氢气（μL/L） <150 296
2.1.2原因分析及检查结果
变压器套管油中进入水分，从进水的部位进行分析认为有以下原因：高压套管密封不严，进入水分；注油过程中带入水分；运行中变压器油中分解产生水分等。查阅历史试验记录，2003年9月变压器大修，套管注油后各项油性能数据都合格，故排除注油过程中带入水分。对变压器排油进行内部检查时，发现在变压器B相高压套管对应的油箱底部有很多水分积聚，证明水分是由A相高压套管导电杆进入变压器内部的。故而检查A相高压套管将军帽，发现因检修人员责任心不强或检修工艺质量差，螺栓紧固力不够，使得套管黄铜导电杆偏移较大，胶垫处密封不严造成局部渗水，绝缘油也不合格。变压器电容型套管结构如图2-1所示：
图2-1 电容型套管结构图
1-导电杆；2-锡箔层；3-绝缘层；4-末屏；5-末屏外围绝缘层；6-绝缘油；
7-测量端；8-放油阀；9-法兰；10-抽压端子；11-雨水潮气路径
2.1.3处理情况
采取由本体排注油阀流出，经过滤油机由油枕注油阀流入的循环滤油的方法，进行反复过滤达24小时后再取样化验，此时油中微水下降至20 mg/L以下（标准为≤25 mg/L），油耐压值升高至60kV（标准为≥50kV），均达到规程的要求。这样，更换新的套管密封圈，将其摆正位置，之后又在高压套管头部包上塑料布，用白布带绑扎牢固，进行防雨密封，增加双保险。
处理后，再做高压试验，已经全部合格，试验数据如表2-3所示：
表2-3 处理后2号主变压器B相套管高压试验数据
相别 tgδ% 实测电容值（PF） 铭牌电容值（PF） 电容量误差（%）
A 0.263 430.7 428.5 +0.51
2.2案例二：220kV4号主变套管电容量负误差超标分析处理
2.2.1缺陷发现经过
2007年5月27日，对220kV4号主变压器进行预防性试验时，发现0相套管（型号：BRDW—126/630-3；抚顺传奇套管有限公司生产；2005年11月生产）介质损失角值、电容值超标比较严重；B相套管介质损失角值虽未超过规程要求，但与上次试验值比较增长较大。具体测试数据如表2-4所示：
表2-4 处理前4号主变压器套管试验数据
相别 tgδ% 实测电容值（PF） 铭牌电容值（PF） 电容量误差（%）
O 3.222 215.5 232.2 -7.75
A 0.245 337.6 341.9 -1.26
B 0.719 344.1 349.3 -1.49
C 0.314 336.8 342.7 -1.72
2.2.2原因分析及检查结果
现场试验人员经综合判断分析，怀疑O相套管内有一屏间绝缘击穿，同时也请教了厂家技术人员，分析认为是由于套管导电杆与将军帽接触不良造成的，建议拆开套管将军帽，活动导电杆后用酒精擦拭导电杆与将军帽接触面后问题就会解决。
2.2.3处理情况
随后，检修人员按照厂家技术人员的指导，拆开了套管将军帽，经仔细检查发现：将军帽内部销子上有放电灼烧的痕迹，将军帽法兰盘上有锈蚀痕迹，检修人员现场对该销子和法兰盘进行打磨处理。处理后再次对O相套管介质损失角和电容量进行了复测，介损和电容量误差都符合规程要求。
另外，对A、B、C三相套管均进行了处理，处理后测得的电容量与未处理前比较均有增加，电容量误差均有所减小。测试数据如表2-5所示
摘要：本文介绍了云峰发电厂生产现场220kV变压器套管，近几年来在高压试验过程中所发现的两起介质损失角偏大和电容量超标事件的分析和处理经过，并提出此类问题的处理方法，供现场工作人员借鉴参考。
关键词：变压器套管；电容量超标；分析处理
1课题背景及研究的意义
电力变压器是电力系统的核心，在电能接收转换和传输配送过程中，起着最关键和最重要的作用。是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路。它是电网安全运行防止重大事故的第一道防御设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏，还会中断电力供应，给国民经济和社会都会造成巨大的损失。
变压器套管是是变压器的主要部件之一，是将变压器内部高、低压引线引到油箱外部的出线装置。套管的故障和异常，虽有的构不成事故，但有的异常如不及时消除，往往会导致十分严重的后果。作为引线对地的绝缘，担负着固定引线的作用。因此，它必须具有规定的电气和机械强度；套管在运行中除应承受长期负载电流外，还应能承受短路时的瞬时过热，即应有良好的热稳定。变压器高、低压套管如果存在缺陷或故障，将直接危及变压器的安全运行及其供电可靠性。高压侧套管（油纸电容式套管），由于其结构复杂，维护周期长，检修难度较大。因此，对油纸电容型套管应及时进行检修与维护，减少并杜绝套管事故是十分重要的。本文详细介绍了云峰发电厂两起220kV套管出现的介质损失角偏大、电容量超标的原因分析及处理经过，总结并提出了此类问题的处理方法，供现场工作人员借鉴参考，共同商榷此类套管异常的处理。
2故障实例
2.1案例一：220kV2号主变套管电容量正误差超标分析处理
2.1.1缺陷发现经过
2004年6月19日，云峰发电厂220kV 2号主变压器（型号：SFP7-120000/220，沈阳变压器厂60年代产品）。在预防性试验中，测得A相套管试验值异常，已经超过《电力设备预防性试验规程（DL/T596-1996）》的标准要求。具体试验数据如表2-1所示：
表2-1 處理前2号主变压器A相套管高压试验数据
相别 tgδ% 实测电容值（PF） 铭牌电容值（PF） 电容量误差（%）
O 0.326 350.5 346.1 +1.27
A 3.618 450.7 428.5 +5.18
B 0.157 427.4 428.1 -0.16
C 0.274 427.5 426.9 +0.14
发现套管电容量超过正偏差标准后，试验人员先对套管的外观进行了仔细的检查，没有发现A相套管有裂纹等异常，裙边无破损，且外观清洁、干燥。取油样化验时，发现2号主变压器套管的绝缘油耐压值很低，又进行其他项目化验时，发现几个重要项目指标均超标。故怀疑套管密封不严，进水受潮。油性能试验数据如表2-2所示：
表2-2 处理前2号主变压器A相套管油性能试验数据
项目 标准值 实测值
击穿电压（kV） ≥50 30
含水量（mg/L） ≤25 60
闪点（℃） ≥140 94
介质损失角 ≤0.005 0.0088
氢气（μL/L） <150 296
2.1.2原因分析及检查结果
变压器套管油中进入水分，从进水的部位进行分析认为有以下原因：高压套管密封不严，进入水分；注油过程中带入水分；运行中变压器油中分解产生水分等。查阅历史试验记录，2003年9月变压器大修，套管注油后各项油性能数据都合格，故排除注油过程中带入水分。对变压器排油进行内部检查时，发现在变压器B相高压套管对应的油箱底部有很多水分积聚，证明水分是由A相高压套管导电杆进入变压器内部的。故而检查A相高压套管将军帽，发现因检修人员责任心不强或检修工艺质量差，螺栓紧固力不够，使得套管黄铜导电杆偏移较大，胶垫处密封不严造成局部渗水，绝缘油也不合格。变压器电容型套管结构如图2-1所示：
图2-1 电容型套管结构图
1-导电杆；2-锡箔层；3-绝缘层；4-末屏；5-末屏外围绝缘层；6-绝缘油；
7-测量端；8-放油阀；9-法兰；10-抽压端子；11-雨水潮气路径
2.1.3处理情况
采取由本体排注油阀流出，经过滤油机由油枕注油阀流入的循环滤油的方法，进行反复过滤达24小时后再取样化验，此时油中微水下降至20 mg/L以下（标准为≤25 mg/L），油耐压值升高至60kV（标准为≥50kV），均达到规程的要求。这样，更换新的套管密封圈，将其摆正位置，之后又在高压套管头部包上塑料布，用白布带绑扎牢固，进行防雨密封，增加双保险。
处理后，再做高压试验，已经全部合格，试验数据如表2-3所示：
表2-3 处理后2号主变压器B相套管高压试验数据
相别 tgδ% 实测电容值（PF） 铭牌电容值（PF） 电容量误差（%）
A 0.263 430.7 428.5 +0.51
2.2案例二：220kV4号主变套管电容量负误差超标分析处理
2.2.1缺陷发现经过
2007年5月27日，对220kV4号主变压器进行预防性试验时，发现0相套管（型号：BRDW—126/630-3；抚顺传奇套管有限公司生产；2005年11月生产）介质损失角值、电容值超标比较严重；B相套管介质损失角值虽未超过规程要求，但与上次试验值比较增长较大。具体测试数据如表2-4所示：
表2-4 处理前4号主变压器套管试验数据
相别 tgδ% 实测电容值（PF） 铭牌电容值（PF） 电容量误差（%）
O 3.222 215.5 232.2 -7.75
A 0.245 337.6 341.9 -1.26
B 0.719 344.1 349.3 -1.49
C 0.314 336.8 342.7 -1.72
2.2.2原因分析及检查结果
现场试验人员经综合判断分析，怀疑O相套管内有一屏间绝缘击穿，同时也请教了厂家技术人员，分析认为是由于套管导电杆与将军帽接触不良造成的，建议拆开套管将军帽，活动导电杆后用酒精擦拭导电杆与将军帽接触面后问题就会解决。
2.2.3处理情况
随后，检修人员按照厂家技术人员的指导，拆开了套管将军帽，经仔细检查发现：将军帽内部销子上有放电灼烧的痕迹，将军帽法兰盘上有锈蚀痕迹，检修人员现场对该销子和法兰盘进行打磨处理。处理后再次对O相套管介质损失角和电容量进行了复测，介损和电容量误差都符合规程要求。
另外，对A、B、C三相套管均进行了处理，处理后测得的电容量与未处理前比较均有增加，电容量误差均有所减小。测试数据如表2-5所示