換流干式變壓器套管阻尼分析及預(yù)防措施

1導(dǎo)言

靈寶換流站是西北至華中互聯(lián)DC輸電的背靠背單極DC系統(tǒng)工程。這是中較好個自主設(shè)計和產(chǎn)化設(shè)備的示范和測試項目，主要設(shè)備100%產(chǎn)化。靈寶換流站(接西北電網(wǎng))330kV側(cè)有三臺單相三繞組換流干式變壓器。任何換流干式變壓器的故障將導(dǎo)致DC系統(tǒng)停止運行，并中斷西北和華中電網(wǎng)之間的電力交換。2005年4月3日，靈寶換流站033B換流干式變壓器發(fā)生故障，導(dǎo)致DC系統(tǒng)退出備用。可見，加強換流干式變壓器的運行維護，做好換流干式變壓器的故障分析，改進換流干式變壓器設(shè)計中的缺陷，對提高DC輸電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性非常重要。

換流干式變壓器套管的結(jié)構(gòu)及特點

靈寶換流站033B換流干式變壓器套管為油紙電容式，由瓷套管、電容器芯、中心銅管、頭部儲油柜、中部安裝法蘭和尾部均壓球組成。整個套管由頭部強力彈簧通過中心銅管串聯(lián)壓制而成，其中電容器芯由0.10毫米厚的絕緣紙和0.01毫米厚的鋁箔壓制而成，交替纏繞在中心銅管上。鋁箔與中心銅管并列形成同心圓柱形電容屏，有9O電容屏。電容器芯子是根據(jù)電容器分壓原理卷制而成，使殼體中心的銅管與接地法蘭之間的徑向和軸向電場均勻分布。中心銅管不僅是電容器芯的骨架，也是高壓引線的通道。經(jīng)過真空干燥處理后，電容器芯完全注入干式變壓器油，作為套管的主絕緣。套管外瓷質(zhì)絕緣，內(nèi)充干式變壓器油。套管的結(jié)構(gòu)和特點如圖1所示。

3事故發(fā)生后

事故發(fā)生前，系統(tǒng)運行方式為：靈寶換流站DC系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)，換流干式變壓器處于充電狀態(tài)。2005年4月30日20: 54，工作站事件列表顯示：

(1)033B換流變壓器功率保護動作。

(2)033B非電量保護動作。

(3)DC系統(tǒng)兩側(cè)交流開關(guān)跳閘。

033B換流變壓器保護裝置顯示：

(1)繞組差動動作。

(2)零序比例差動動作。

(3)換流變壓器的大差動動作。

(4)換流變壓器小誤差動作。

(5)重瓦斯作用。

(6)輕瓦斯報警器。

(7)壓力釋放動作等報警信息。

現(xiàn)場檢查033B換流變壓器發(fā)現(xiàn)c相換流變壓器泄壓閥漏油，033B換流變壓器c相套管上端儲油柜移位，干式變壓器的頂蓋、儲油柜、聯(lián)箱和套管裙部有油跡，可以判斷換流變壓器兩套保護裝置的上述保護動作正確。通過分析故障錄波圖，可以知道C接接地故障；c相故障電流為3.39kAc相故障電壓為6.83lkV，故障持續(xù)時間為70ms(三個半周期)。

033B換流變壓器c相拖出工作位置后，對330kV套管頭進行了檢查。拆下套管壓蓋后，發(fā)現(xiàn)套管導(dǎo)電頭鍍銀層嚴重氧化發(fā)黑，固定螺栓生銹，有殘留水跡。從干式變壓器本體上拔出套管時，發(fā)現(xiàn)套管的下瓷套全部斷裂脫落，散落在換流變壓器油箱內(nèi)。套管電容器芯的上錐體、下錐體和圓柱體內(nèi)有許多樹枝狀放電痕跡，下錐體末端的第三個電容器屏之間有一個向外嚴重炭化的電弧通道，絕緣紙層被拉長。經(jīng)過觀察，兩次放電中斷 #p#分頁標題#e#