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(tuán)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(xué)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(shù)管理工作。

摘要：近幾年在火力發(fā)電廠空冷島設(shè)備沖洗時(shí)，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(shè)備沖洗時(shí)電氣設(shè)備的防范措施。

關(guān)鍵詞：空冷島沖洗 變壓器套管閃絡(luò) 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(jī)組，兩臺機(jī)組分別于2007年底和2008年初投產(chǎn)。機(jī)組空冷系統(tǒng)采用機(jī)械通風(fēng)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(dòng)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(cè)套管為油浸式套管，型號：XKC460312-KMK，爬電距離17700 mm。空冷島下方懸垂絕緣子、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(jī)組運(yùn)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(jī)組真空降低，特別是在夏季環(huán)境溫度高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)機(jī)組帶不滿負(fù)荷。因此夏季對空冷系統(tǒng)的空冷散熱器進(jìn)行水沖洗成了火電廠的常態(tài)工作，一年中會(huì)根據(jù)機(jī)組氣溫及機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行多次沖洗。由于空冷島的設(shè)備露天布置，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行中對空冷散熱器進(jìn)行沖洗時(shí)，沖洗留下的污水或泥塊會(huì)對下方運(yùn)行的電氣設(shè)備帶來一些不良的影響，對電氣設(shè)備的運(yùn)行及防護(hù)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(shí)，最高溫度達(dá)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(jī)組運(yùn)行情況，設(shè)備部安排機(jī)務(wù)專業(yè)從13日開始進(jìn)行空冷島空冷散熱片沖洗工作，沖洗時(shí)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(shè)備進(jìn)行臨時(shí)包裹等防護(hù)措施。13日上午沖洗工作開始，機(jī)務(wù)專業(yè)及電氣專業(yè)分別安排人員在主變區(qū)域進(jìn)行監(jiān)護(hù)，重點(diǎn)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(jìn)行監(jiān)護(hù)，要求發(fā)現(xiàn)帶泥塊的大水流時(shí)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(shí)00分49秒，#2發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，5002開關(guān)（主變高壓側(cè)）、滅磁開關(guān)、10kV廠用開關(guān)掉閘，主汽門關(guān)閉，#2發(fā)變組全停，廠用電切換正常。故障檢查

設(shè)備跳閘后，相關(guān)專業(yè)人員到現(xiàn)場，對#2主變區(qū)域設(shè)備進(jìn)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(shè)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(yùn)行人員密切監(jiān)視繞組溫度、油面溫度。

在辦好臨時(shí)搶修票，做好電氣措施（合上主變高壓側(cè)地刀）及安全措施（搭設(shè)腳手架）后，先關(guān)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(shí)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(shè)備仔細(xì)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(diǎn)套管表面有沖洗后的泥水結(jié)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(dǎo)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(diǎn)臨時(shí)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(shù)人員及電廠技術(shù)人員召開專題分析會(huì)。

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(cè)CT做了伏安特性進(jìn)行了試驗(yàn),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(jìn)行內(nèi)部檢查。而后根據(jù)設(shè)備現(xiàn)場痕跡，套管升高座上擊穿孔洞的特點(diǎn)（臨時(shí)處理漏點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)孔洞內(nèi)小外大），先期進(jìn)行的試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析，基本判斷故障發(fā)生在變壓器外部，認(rèn)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(jié)冰引起閃絡(luò)放電，絕緣擊穿在升高座上擊出一個(gè)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(yàn)及局部放電試驗(yàn)，合格后即可投運(yùn)。按照《華北電網(wǎng)有限公司電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)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(yàn)、變壓器局部放電試驗(yàn)。主變壓器套管的介質(zhì)損耗、電容、絕緣電阻等項(xiàng)目行了試驗(yàn)。主變A相各項(xiàng)指標(biāo)試驗(yàn)全部合格。同時(shí)，對主變A相升高座擊穿孔洞進(jìn)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(jìn)行排氣處理，2011年3月18日，主變恢復(fù)正常運(yùn)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(yù)防措施》，重點(diǎn)從以下方面進(jìn)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(shí)，才安排機(jī)務(wù)專業(yè)開始空冷散熱器沖洗。

2）空冷沖洗時(shí)電氣設(shè)備區(qū)域設(shè)專人進(jìn)行監(jiān)護(hù)，發(fā)現(xiàn)早晚溫度較低時(shí)，立即通知停止沖洗工作。應(yīng)注意氣候及風(fēng)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(hù)人員發(fā)現(xiàn)架空線及瓷瓶有放電現(xiàn)象時(shí)，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(shí)變壓器污閃跳機(jī)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。