500kV主变压器高压套管污闪原因分析及处理

500kV主变压器高压套管污闪原因分析及处理

张继荣

晋能电力集团有限公司，山西 太原 030002

作者简介：张继荣（1971），男，山西太原人，1994年毕业于太原电力高等专科学校发电厂及电力系统专业，工程师，从事电厂生产技术管理工作。

摘要：近几年在火力发电厂空冷岛设备冲洗时，主变压器套管污闪事故频发。本文通过分析套管污闪事故原因和事故的处理过程，提出了空冷岛设备冲洗时电气设备的防范措施。

关键词：空冷岛冲洗 变压器套管闪络 事故处理及防范措施

0 引言

北方某火电厂为2×600MW直接空冷机组，两台机组分别于2007年底和2008年初投产。机组空冷系统采用机械通风直接空冷系统（ACC）。为节约用地，主变压器、厂用高压变压器、启动备用变压器，与升压站的架空引线均露天布置在空冷岛的下方。主变压器、主变压器高压套管生产厂家均为ABB，主变压器为500kV单相变，型号：DFP-240MVA / 500KV，电压等级：550 / 20KV。主变压器高压侧套管为油浸式套管，型号：XKC460312-KMK，爬电距离17700 mm。空冷岛下方悬垂绝缘子、耐张绝缘子，支柱绝缘子、变压器高压套管均加装有防污闪增爬辅助伞裙，材质为硅橡胶（RTV）。

发电机组运行中空冷散热器受周边环境的影响，空冷散热器表面积有大量泥土、昆虫、花絮、浮尘等杂物，直接影响空冷散热器散热，使机组真空降低，特别是在夏季环境温度高时，会出现机组带不满负荷。因此夏季对空冷系统的空冷散热器进行水冲洗成了火电厂的常态工作，一年中会根据机组气温及机组运行负荷进行多次冲洗。由于空冷岛的设备露天布置，当机组运行中对空冷散热器进行冲洗时，冲洗留下的污水或泥块会对下方运行的电气设备带来一些不良的影响，对电气设备的运行及防护工作提出了新的要求。事故经过

2011年3月9日到12日，连续4天气温大幅回升，12日时，最高温度达到19℃。近7天内温度数据见图一。

根据气温回升情况和机组运行情况，设备部安排机务专业从13日开始进行空冷岛空冷散热片冲洗工作，冲洗时间要求从上午8：30到下午18：00，并安排电气专业对主变区域电气设备进行临时包裹等防护措施。13日上午冲洗工作开始，机务专业及电气专业分别安排人员在主变区域进行监护，重点对带泥土的大水流可能引起套管及引线污闪放电现象进行监护，要求发现带泥块的大水流时通知冲洗人员停止冲洗或降低冲洗水流。

图一 2011年3月电厂环境温度曲线

2011年3月14日18时00分49秒，#2发变组差动保护动作，5002开关（主变高压侧）、灭磁开关、10kV厂用开关掉闸，主汽门关闭，#2发变组全停，厂用电切换正常。故障检查

设备跳闸后，相关专业人员到现场，对#2主变区域设备进行检查；空冷冲洗工作已停止，空冷岛上还有积水在向下流淌，电气设备上水汽较重。#2主变A相升高座上有一处被击穿出线孔洞（孔洞大小约直径3～5mm），变压器油向外喷射。绕组温度、油面温度正常，未发现异常升高。通知运行人员密切监视绕组温度、油面温度。

在办好临时抢修票，做好电气措施（合上主变高压侧地刀）及安全措施（搭设脚手架）后，先关闭油枕与升高座之间油管路上的蝶阀，切断油路。然后采取了临时措施将喷油孔洞堵好，避免了变压器油继续向外泄露。

随后开始对现场电气设备仔细检查，发现主变A相高压引线表面、高压套管表面、中性点套管表面有冲洗后的泥水结冰现象，高压套管表面明显电弧使局部过热碳化痕迹，并且烧坏碳化的痕迹存在不连通的现象，主变A相高压套管顶部油室外壳有多处灼烧痕迹，升高座上有一处被击穿出线孔洞（孔洞大小约直径3～5mm），导致向外喷油。故障情况如图二、三、四、五所示。

图二 高压套管表面放电痕迹 图三 高压套管顶部油室外壳放电痕迹

图四 顶部油室与扇裙连接处放电痕迹 图五 升高座漏点临时处理 事故分析及处理

3.1事故分析

事故发生后，组织电科院电气专家、变压器厂技术人员及电厂技术人员召开专题分析会。

首先对高低压绕组的绝缘电阻，变压器油及高压套管油样色谱，高压侧CT做了伏安特性进行了试验,数据全部合格。主要问题集中在讨论内部是否存在故障，是否需要排油进行内部检查。而后根据设备现场痕迹，套管升高座上击穿孔洞的特点（临时处理漏点时，发现孔洞内小外大），先期进行的试验的数据分析，基本判断故障发生在变压器外部，认定故障为原因主要由于现场环境温度较低，造成套管结冰引起闪络放电，绝缘击穿在升高座上击出一个小孔，发生漏油，引起接地故障。

3.2事故处理

经过讨论，并征求变压器厂本部专家的意见，决定对变压器做全部常规试验及局部放电试验，合格后即可投运。按照《华北电网有限公司电力设备交接和预防性试验规程（2008版）》要求对主变A相：绕组绝缘及吸收比、绕组变比、绕组直流电阻、绕组介质损耗、绕组泄漏电流、变压器绕组变形试验、变压器局部放电试验。主变压器套管的介质损耗、电容、绝缘电阻等项目行了试验。主变A相各项指标试验全部合格。同时，对主变A相升高座击穿孔洞进行堵漏，打开油枕与升高座之间油管路上的蝶阀，对主变A相本体及油枕进行排气处理，2011年3月18日，主变恢复正常运行。防范措施和效果

针对本次事故发生的原因，组织编制了《空冷岛水冲洗电气预防措施》，重点从以下方面进行了规范。

1）每年5月份以后，并且环境温度回升，五天平均气温稳定通过10℃时，才安排机务专业开始空冷散热器冲洗。

2）空冷冲洗时电气设备区域设专人进行监护，发现早晚温度较低时，立即通知停止冲洗工作。应注意气候及风向的变化，防止大量泥水直接冲刷高压套管及瓷瓶。

3）电气监护人员发现架空线及瓷瓶有放电现象时，立即通知停止冲洗工作。

通过以上措施的编制及执行，多年以来彻底杜绝了空冷岛冲洗时变压器污闪跳机的事故再次发生。

作者简介：姓名：张继荣，出生年月：1971.12，性别：男，民族：汉，籍贯：山西太原，职称：工程师。