500kV主變壓器高壓套管污閃原因分析及處理

張繼榮

晉能電力集團有限公司，山西 太原 030002

作者簡介：張繼榮（1971），男，山西太原人，1994年畢業(yè)于太原電力高等專科學校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)，工程師，從事電廠生產(chǎn)技術管理工作。

摘要：近幾年在火力發(fā)電廠空冷島設備沖洗時，主變壓器套管污閃事故頻發(fā)。本文通過分析套管污閃事故原因和事故的處理過程，提出了空冷島設備沖洗時電氣設備的防范措施。

關鍵詞：空冷島沖洗 變壓器套管閃絡 事故處理及防范措施

0 引言

北方某火電廠為2×600MW直接空冷機組，兩臺機組分別于2007年底和2008年初投產(chǎn)。機組空冷系統(tǒng)采用機械通風直接空冷系統(tǒng)（ACC）。為節(jié)約用地，主變壓器、廠用高壓變壓器、啟動備用變壓器，與升壓站的架空引線均露天布置在空冷島的下方。主變壓器、主變壓器高壓套管生產(chǎn)廠家均為ABB，主變壓器為500kV單相變，型號：DFP-240MVA / 500KV，電壓等級：550 / 20KV。主變壓器高壓側套管為油浸式套管，型號：XKC460312-KMK，爬電距離17700 mm?？绽鋶u下方懸垂絕緣子、耐張絕緣子，支柱絕緣子、變壓器高壓套管均加裝有防污閃增爬輔助傘裙，材質(zhì)為硅橡膠（RTV）。

發(fā)電機組運行中空冷散熱器受周邊環(huán)境的影響，空冷散熱器表面積有大量泥土、昆蟲、花絮、浮塵等雜物，直接影響空冷散熱器散熱，使機組真空降低，特別是在夏季環(huán)境溫度高時，會出現(xiàn)機組帶不滿負荷。因此夏季對空冷系統(tǒng)的空冷散熱器進行水沖洗成了火電廠的常態(tài)工作，一年中會根據(jù)機組氣溫及機組運行負荷進行多次沖洗。由于空冷島的設備露天布置，當機組運行中對空冷散熱器進行沖洗時，沖洗留下的污水或泥塊會對下方運行的電氣設備帶來一些不良的影響，對電氣設備的運行及防護工作提出了新的要求。事故經(jīng)過

2011年3月9日到12日，連續(xù)4天氣溫大幅回升，12日時，最高溫度達到19℃。近7天內(nèi)溫度數(shù)據(jù)見圖一。

根據(jù)氣溫回升情況和機組運行情況，設備部安排機務專業(yè)從13日開始進行空冷島空冷散熱片沖洗工作，沖洗時間要求從上午8：30到下午18：00，并安排電氣專業(yè)對主變區(qū)域電氣設備進行臨時包裹等防護措施。13日上午沖洗工作開始，機務專業(yè)及電氣專業(yè)分別安排人員在主變區(qū)域進行監(jiān)護，重點對帶泥土的大水流可能引起套管及引線污閃放電現(xiàn)象進行監(jiān)護，要求發(fā)現(xiàn)帶泥塊的大水流時通知沖洗人員停止沖洗或降低沖洗水流。

圖一 2011年3月電廠環(huán)境溫度曲線

2011年3月14日18時00分49秒，#2發(fā)變組差動保護動作，5002開關（主變高壓側）、滅磁開關、10kV廠用開關掉閘，主汽門關閉，#2發(fā)變組全停，廠用電切換正常。故障檢查

設備跳閘后，相關專業(yè)人員到現(xiàn)場，對#2主變區(qū)域設備進行檢查；空冷沖洗工作已停止，空冷島上還有積水在向下流淌，電氣設備上水汽較重。#2主變A相升高座上有一處被擊穿出線孔洞（孔洞大小約直徑3～5mm），變壓器油向外噴射。繞組溫度、油面溫度正常，未發(fā)現(xiàn)異常升高。通知運行人員密切監(jiān)視繞組溫度、油面溫度。

在辦好臨時搶修票，做好電氣措施（合上主變高壓側地刀）及安全措施（搭設腳手架）后，先關閉油枕與升高座之間油管路上的蝶閥，切斷油路。然后采取了臨時措施將噴油孔洞堵好，避免了變壓器油繼續(xù)向外泄露。

隨后開始對現(xiàn)場電氣設備仔細檢查，發(fā)現(xiàn)主變A相高壓引線表面、高壓套管表面、中性點套管表面有沖洗后的泥水結冰現(xiàn)象，高壓套管表面明顯電弧使局部過熱碳化痕跡，并且燒壞碳化的痕跡存在不連通的現(xiàn)象，主變A相高壓套管頂部油室外殼有多處灼燒痕跡，升高座上有一處被擊穿出線孔洞（孔洞大小約直徑3～5mm），導致向外噴油。故障情況如圖二、三、四、五所示。

圖二 高壓套管表面放電痕跡 圖三 高壓套管頂部油室外殼放電痕跡

圖四 頂部油室與扇裙連接處放電痕跡 圖五 升高座漏點臨時處理 事故分析及處理

3.1事故分析

事故發(fā)生后，組織電科院電氣專家、變壓器廠技術人員及電廠技術人員召開專題分析會。

首先對高低壓繞組的絕緣電阻，變壓器油及高壓套管油樣色譜，高壓側CT做了伏安特性進行了試驗,數(shù)據(jù)全部合格。主要問題集中在討論內(nèi)部是否存在故障，是否需要排油進行內(nèi)部檢查。而后根據(jù)設備現(xiàn)場痕跡，套管升高座上擊穿孔洞的特點（臨時處理漏點時，發(fā)現(xiàn)孔洞內(nèi)小外大），先期進行的試驗的數(shù)據(jù)分析，基本判斷故障發(fā)生在變壓器外部，認定故障為原因主要由于現(xiàn)場環(huán)境溫度較低，造成套管結冰引起閃絡放電，絕緣擊穿在升高座上擊出一個小孔，發(fā)生漏油，引起接地故障。

3.2事故處理

經(jīng)過討論，并征求變壓器廠本部專家的意見，決定對變壓器做全部常規(guī)試驗及局部放電試驗，合格后即可投運。按照《華北電網(wǎng)有限公司電力設備交接和預防性試驗規(guī)程（2008版）》要求對主變A相：繞組絕緣及吸收比、繞組變比、繞組直流電阻、繞組介質(zhì)損耗、繞組泄漏電流、變壓器繞組變形試驗、變壓器局部放電試驗。主變壓器套管的介質(zhì)損耗、電容、絕緣電阻等項目行了試驗。主變A相各項指標試驗全部合格。同時，對主變A相升高座擊穿孔洞進行堵漏，打開油枕與升高座之間油管路上的蝶閥，對主變A相本體及油枕進行排氣處理，2011年3月18日，主變恢復正常運行。防范措施和效果

針對本次事故發(fā)生的原因，組織編制了《空冷島水沖洗電氣預防措施》，重點從以下方面進行了規(guī)范。

1）每年5月份以后，并且環(huán)境溫度回升，五天平均氣溫穩(wěn)定通過10℃時，才安排機務專業(yè)開始空冷散熱器沖洗。

2）空冷沖洗時電氣設備區(qū)域設專人進行監(jiān)護，發(fā)現(xiàn)早晚溫度較低時，立即通知停止沖洗工作。應注意氣候及風向的變化，防止大量泥水直接沖刷高壓套管及瓷瓶。

3）電氣監(jiān)護人員發(fā)現(xiàn)架空線及瓷瓶有放電現(xiàn)象時，立即通知停止沖洗工作。

通過以上措施的編制及執(zhí)行，多年以來徹底杜絕了空冷島沖洗時變壓器污閃跳機的事故再次發(fā)生。

作者簡介：姓名：張繼榮，出生年月：1971.12，性別：男，民族：漢，籍貫：山西太原，職稱：工程師。