摘要:近年来随着电网负荷的不断增长,高压直流输电得到越来越广泛的应用。换流变压器是高压直流输电系统中的重要设备,是交、直流输电系统中的换流、逆变两端接口的核心设备,其故障问题已成为各地电力行业所关注的主要问题之一。本文从一起±660kV换流变阀侧低端套管CT二次绕组绝缘不良的故障出发,对故障类型和位置进行分析判断,探讨换流变压器变电检修关键技术。最后,结合实际情况提出了反事故措施。
关键词:高压直流输电;换流变压器;CT绝缘不良;变电检修
0 引言
换流变压器是超高压直流输电工程中至关重要的关键设备,是交、直流输电系统中的换流、逆变两端接口的核心设备。它的投入和安全运行是工程取得发电效益的关键和重要保证。换流变压器的关键作用,要求其具有高可靠性和高技术性能[1]。
随着我国直流输电系统运行时间的增长,投运的换流变压器缺陷逐渐暴露出来,如果不防患于未然,将会危及电力企业安全生产。换流变故障分为内部故障和外部故障,内部故障主要是由内部各个附件导致,表现为有载分接开关故障、CT绝缘不良等;外部故障主要表现为换流变套管的沿面放电、器身的渗漏油等[2]。
1 故障概述
某±660kV换流站,地处电网结构薄弱且地域经济发达用电量大的地区,很难长时间停电。在一次年度检修例行试验的过程中,保护人员在进行极Ⅰ01B换流变保护检验工作中,对换流变各CT二次回路进行绝缘测试,在测试过程中发现极Ⅰ012B换流变 C相阀侧首端CT二次回路对地绝缘为0.0M欧姆。检修方案分为两步,即将备用变替换缺陷变和在换流变广场空旷地对缺陷变进行全站不停电消缺。
2 更换极Ⅰ012B换流变C相
2.1移位前准备工作
工作人员进行换流变运输轨道内清理工作,备用变检查、试验,两台换流变二次电缆拆除,拆除故障换流变消防喷淋管、网侧一次引线、中性点管母、感温电缆、二次电缆、在线监测仪,故障变底角焊接部位切割工作。
2.2换流变移位工作
特变电工换流变,型号ZZDFPZ-386400/500,换流变采用充油运输,总重量达到473吨,并且涉及顶升、转向、换车以及位置调整等多道工序。移位前,在两台换流变上指定位置安装三维冲撞记录仪。移出换流变并牵引故障变就位至故障换流变处,在故障便顶升之前,采用不同原理的定位方法做好标记,即记录原换流变三个夹角的位置和记录换流变三面中心悬垂点的位置,使备用变移入时方便其定位。牵引备用变至011B换流变C相位置。故障变移入中央广场时,充分考虑其检修的便捷性,考虑吊车的位置,尽量远离未来检修时的带电引线。在移位的过程中,时刻观察油箱盖的情况,一旦出现漏油情况马上停止移位并进行紧固螺栓工作。
2.3阀侧引线拆装工作
换流变阀侧引线的更换在没有吊车的情况下,在狭窄的高空车上利用动定滑轮的配合进行两百多斤的均压罩的拆装,以及两根受力管母的安装。定滑轮固定在阀厅大梁上,而一组动滑轮可省去一半的力,这样大大减轻了均压罩的重量。
3阀侧低端套管CT绝缘不良消缺
3.1缺陷分析并进行相应准备
CT绝缘不良分为两类,第一类为绕组出线破损,该缺陷通常的处理方式为放油,吊出套管,从升高座口进人检查,发现破损即将其包扎处理好;第二类为CT绕组内部出现破损,该缺陷通常的处理方式为放油,吊出套管及CT并更换CT,由于CT重心在升高座内部无法吊出,必须将升高座拆除并蹲在与其角度相同的升高座备品上,在拆除和安装升高座过程中,人员需进入换流变内部,所以需要将有全部放掉。
3.2油务处理
将滤油机的进、出油管路分别连至换流变压器本体放油阀、油罐,关闭换流变本体与油枕之间闸阀,排出换流变器身内变压器油。当本体油箱中油面下降到充氮蝶阀以下时,需使用干燥空气发生器通过换流变侧面的充氮阀门向换流变器身内充干燥空气,干燥空气露点小于-40℃。排油至阀侧b套管升高座以下时,停止排油,排油后器身内变压器油位情况见图中红线位置(排油量约90t)[4],[5]。
3.3消缺方法
此次工作中,工作人员创新工作方法,在传统的直接拆套管前,首先拆除CT接线板,从接线板内侧使用内窥镜逐一检查每段位引线绝缘情况,此时不断向变压器器身注入干燥空气以防其受潮。在检查中发现,发现该CT二次引线某处与CT定位螺杆的螺丝刀锋接触处有破损。分析认为该CT二次绕组引线在运行过程中碰触CT定位螺丝刀锋,长时间的微震使之破损。
工作人员解开CT接线板内侧的接线端子,将特制绝缘护套从破损引线的引线头处套进去,直至覆盖破损点,并用绝缘带绑扎牢固。在绑扎后,对其进行绝缘测试,合格。在真空注油后,再次对其进行了绝缘测试,合格。
4反事故措施
为避免此类故障再次发生,提出防范措施包括:加强换流变压器的出厂监造,特别是加强换流变内部接线的质量管控力度,确保换流变出厂质量;在年度检修中,及早对换流变各CT二次回路进行绝缘测试,以便发现绝缘缺陷,当发现故障时,根据停电日期选择检修策略,防止高抗故障的进一步扩大,以减少损失。
结论
±660kV大型换流变的检修是不同于传统500kV主变大修,各类工作面相比,其工作的危险性及复杂性增大[3]。所以在工作中,通過创新工作模式,节减工作流程,使得整个工程安全行和可靠性大大增加。此次工作,仅仅拆除了CT接线盒,避免了套管及其升高座的吊装工作,对换流变进行了一次微创手术,就消除了缺陷。另外,此次CT绝缘损坏的根本原因是CT定位螺杆护套未安装牢固,使得螺纹外露,因此在今后的驻厂监造及现场安装应严格按照要求早期介入,严把质量关。
参考文献:
[1] 赵婉君. 高压直流输电工程技术[M]. 北京:中国电力出版社, 2009.
[2] 李兴源. 高压直流输电系统[M]. 北京:科学出版社, 2010.
[3] 赵建青,吴春芳,刘洪洁. 换流变压器故障分析及改进措施[J]. 科技资讯 ,2013,(24):128-130.
[4] 孙勇,林睿,郭慧浩. 换流变压器的网侧绕组更换[J].《变压器》, 2009 , 46 (4) :70-72.
[5] 马虎涛,黄徐. 一种换流变压器绕组更换工艺分析[J]. 《变压器》 , 2015 , 52 (1) :55-58.