抽水蓄能电站主变压器中性点套管末屏改造

丁建波，吴 妍，胡立昂

（河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北 石家庄 050300）

抽水蓄能电站主变压器中性点套管末屏改造

丁建波，吴 妍，胡立昂

（河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北 石家庄 050300）

重点介绍了主变压器中性点套管末屏接地装置结构、隐患消除、提高末屏接地装置接地可靠性的方案和处理方法，为国内抽水蓄能电站在该方面的设计、运行和技术改造提供借鉴作用。

抽水蓄能；主变压器；中性点套管末屏；可靠性

1 引言

变压器套管是将变压器内部的高、低压引线引到油箱外部的出线装置。套管作为引线对地的绝缘，还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。由于它在运行中除应承受长期负载电流外，还应能承受短时的瞬时过热。如果变压器套管存在缺陷或者发生故障，将直接危及变压器的安全运行及其供电可靠性。近年来，运行中的套管事故率和故障率都呈上升趋势。具不完全统计，2000年以来，500 kV变压器套管在运行中发生爆炸、着火事故的有9次之多。油浸电容式套管故障的形成主要是结构和制造工艺不良、安装工艺不良等造成套管接头过热。

套管分纯瓷套管、充油套管、充气套管、电容式套管等不同形式，为了使110 kV及以上套管辐向和轴向场强均匀，其绝缘结构一般采用电容型，即在导电杆上包上许多绝缘层，其间根据场强分布特点夹有许多铝箔，以组成一串同心圆柱型电容器。最外层铝箔即末屏通过小套管引出，作为验证变压器性能是否符合有关标准或技术条件的预防性试验项目。套管试验主要检测变压器主绝缘和电容式套管末屏对地绝缘电阻、套管介质损耗、电容量和局部放电量等，末屏在运行中应良好接地。另外，如果运行中由于各种原因造成末屏不健全或接地不良，那么，末屏会形成一个电容，而这个电容远小于套管本身的电容，按照电容串联原理，将在末屏与地之间形成很高的悬浮电压，造成末屏对地放电，烧毁附近的绝缘物，严重的还会发生套管爆炸事故。

张河湾公司主变压器采用重庆ABB公司的产品，型号为SSP-300MVA/500KV。其中性点套管采用传奇电气（沈阳）有限公司油浸纸电容式套管。该套管有专用的试验用末屏接地端。主变压器中性点套管末屏接地装置有两个功能：①主变压器运行时作为套管末屏接地用；②主变压器检修时通过接地装置对套管进行绝缘试验、介损试验等相关试验。

2 背景

传奇电气（沈阳）有限公司2007年以前生产的电容型变压器套管，末屏均采用老式弹簧压接式末屏接地结构，末屏接地为引线柱通过接地铜套与铝制金属接地柱连接接地。引线柱与铜套之间通过弹簧压力接触，这种接触方式并不可靠，在弹簧弹性不足或接触面受潮氧化后接触电阻会明显增大，造成接地套与铝制金属接地柱之间接触不良或断开，导致末屏接地引线处放电及绝缘烧损。

2012年4月，湖南供电公司船山变试验人员在打开2号主变B相高压套管末屏防雨盖准备进行套管例行试验时，发现末屏处渗油，采用1 000 V档位测试套管末屏绝缘电阻，摇表电压只能升至230 V左右，绝缘电阻测试值显示为80 kΩ（即绝缘不合格），拧松A相高压套管的末屏防雨盖时喷出大量黑油，从A、B相套管顶部取油样做色谱检测发现油中含有乙炔，进行解体检查，发现末屏出线装置的密封绝缘件已烧破穿孔。

2009年3月，保定供电公司220 kV棋盘变电站3号主变进行春检预试时，例行对变压器套管进行高压和油务试验。在进行高压套管绝缘油色谱试验时根据色谱试验数据显示，3号主变C相高压套管氢气、乙炔含量严重超标，通过三比值法判断为套管内部存在电弧性放射故障，存在严重缺陷。

此外，近几年，采用弹簧压接式结构接地方式的套管在多家单位都有过多起末屏接地不良的记录。改造主变压器中性点套管末屏接地装置结构，旨在消除隐患，从而提高末屏接地装置接地可靠性。

本改造项目主要工作内容包括

（1）拆除1～4号主变压器套管原有末屏（试验抽头）；

（2）对1～4号主变压器套管安装新型末屏（试验抽头）；

（3）对新安装末屏（试验抽头）进行试验。

3 影响主变压器中性点套管末屏接地可靠性的因素分析

3.1 原因分析

图1 原因分析

3.2 定性分析

对于各个末端因素进行了结果定性（表1）。

4 解决方案

为了消除隐患，提高末屏接地装置接地可靠性，提出改造主变压器中性点套管末屏接地装置结构，①去掉压紧弹簧式结构采用新式结构，彻底解决弹簧长时间受力后无法弹回；②去掉铜套和铜芯接触式接地，防止接触面受潮后电阻增大，影响接地效果。

老式弹簧压接式末屏接地装置如图2，接地装置外部铜套靠底部弹簧压紧，可上下移动。

图2 老式弹簧压接式末屏接地装置

（1）针对要因，提出方案如图3所示。

图3 改造方案

主变压器中性点套管通过内部引线与接地装置铜芯相连，铜芯通过弹簧片与接地装置外壳相连，接

表1 末端因素定性分析结果

地装置外壳与地线相连，即可以保证末屏与地的可靠连接，同时在上部加装固定盖用于防尘防潮，预防接触面受潮。

根据思路寻找厂家改造相关接地装置，最终接地装置如图4所示。

TM411

B

1672-5387（2016）12-0016-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.12.006

2016-08-29

丁建波（1986-），男，工程师，从事抽水蓄能电站运行维护工作。