论文部分内容阅读
摘 要：220kV变压器是电力设备中最为主要的部件，是保障发电系统能够正常运转的重要环节，而变压器的套管更是设备的核心部分。当前很多发电厂的220kV变压器套管都会出现工作故障，本文就220kV变压器套管的故障及其对策进行分析和探索。
关键词：220kV;变压器;套管故障
前言：
套管是220kV变压器重要的部件之一，同时也是变压器设备出现故障的多发点，因此在发电厂的设备检修和日常及维护工作中，需要对220kV变压器套管定时进行检查，降低220kV变压器套管出现故障给电力系统带来的损害。
一、220kV变压器套管故障的概述
220kV变压器是很多电厂使用最为普遍的设备，其功能是将发电机生产出来的电力进行升压处理再发送到电网中，因此一旦220kV变压器发生工作故障不仅会对发电厂造成经济损失，更会对整个电力网络的安全运行带来不利影响。套管是220kV变压器重要的结构部件，同时也是变压器出现故障的多发点之一。在2009年，我国广东省某发电厂的220kV变压器套管就由于发生爆炸导致220kV变压器被烧毁。近年来，我国对于220kV变压器使用的高压套管的安全问题一直非常关注，因此很多套管的在线管理技术也逐渐兴起，一些发电厂已经开始安装这种可以在线监测的220kV变压器套管安全防护系统。但是由于这一技术还处于刚刚起步的阶段，在实际的操作中还存在着很多问题，因此对于220kV变压器套管的安全防护工作还需要进一步的展开探索[1]。
二、220kV变压器套管的常见故障
（一）220kV变压器套管存在的解体故障
当220kV变压器套管出现解体故障时，会导致设备电位未固定部件与设备引线出现电火花的现象。
2015年海南某电厂通过红外成像仪巡视发现220kV变压器A套管末屏接地处不良情况。经过对该套管末屏进行绝缘电阻测量绝缘大于2000兆欧，并对套管进行电容值测量及介损试验，多次测量数据变化差异大，再次通过对该套管曲悠扬分析，该套管内H2及烃类气体含量（C2H2含量为0）较上次油色谱化验值明显增大，且H2含量大于150uL/L.综合判断该套管末端接地不良，经过拆除末屏密封螺栓发现套管内电容尾端引线与末屏导体焊接处为虚焊，造成套管末屏没有完全可靠的接地，进而造成末屏和地面之间出现悬浮电位，出现放电现象，导致该处发热对套管内绝缘油分解产生H2和其他烃类气体，同时也导致末屏绝缘材料老化。
导致此故障发生的原因可能有两个，第一套管在生产过程中，厂家的焊接工作出现失误，没有严格按照设计标准进行焊接工作，因此造成套管末屏没有完全可靠的接地，进而造成末屏和地面之间出现悬浮电位，出现放电现象。这种情况下设备的焊接位置会出现一圈发黑的情况[2]。第二，在实际安装工作中，技术人员没有按照相关要求进行操作，将套管错误的进行安装，导致导线之间的焊接点出现松动形成虚连的情况，最终造成套管内部出现悬浮电位放电。
（二）220kV变压器套管存在发热故障
一旦220kV变压器套管出现发热现象，就会造成套管内部的金属迅速氧化，在氧化反应中形成一层层的氧化膜，而随着氧化膜的不断增加也会造成套管的电阻数值不断上升，反而导致套管的温度再次升高，形成不断升温的恶性循环。如果不能及时的处理套管发热的问题就会造成温度升高烧断引线的情况。导致220kV变压器套管发热的原因主要有几种。第一是在220kV变压器进行预防性实验过程中会对接线掌进行拆卸处理，而这种实验会导致套管导线与接线掌之间发生接触不良的现象，进而造成220kV变压器套管发热。第二，在套管中的引线头与绕组引线之间出现接触不良的现象也会导致发热，当引线出现接触不良时，线路中的电阻数值会不断上升，导致连接头位置通过的电流不断增加，进而出现套管发热的情况。第三，在220kV变压器套管的末屏位置由于时间过久出现密封垫老化现象，造成末屏的接地部件进水，导致内部金属锈蚀而出现接地不良发热，从而致使设备的绝缘体的绝缘能力降低（2018年海南某电厂220kV主变压器由于该隐患导致该主变高压侧对地绝缘低的现象，绝缘仅430兆欧），对变压器乃至整个电力系统安全运行造成重大隐患。
三、220kV变压器套管常见故障的对策
（一）预防220kV变压器套管解体故障的方法
想要有效的预防220kV变压器套管出现解体问题，需要相关的技术人员加强对设备的安装、维护和保养工作。需按照以下方法进行：
1）在设备安装前，检查套管引线与末屏焊接是否良好，套管吊装军按照厂家说明书要求执行;
2）按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》对套管进行预防性试验验收;
3）对套管末屏接地帽进行定期维护，例如：定期更换接地帽与末屏间密封圈，定期检查接地帽与末屏尾端金属接触是否良好（无氧化层，若接地帽内有弹簧，应检查弹簧弹性是否正常，无卡涩锈蚀情况），末屏引出线尾端附近绝缘层无变色、老化、龟裂等现象，恢复接地帽时检查螺牙处无锈蚀、油漆确保接地良好，并已拧紧螺帽，防止雨水及潮气进入;
4）定期对套管进行红外成像测量及分析;
5）检修按照试验规程定期对套管进行预防性试验确认合格方可投运。
（二）预防220kV变压器套管发热故障的方法
预防220kV变压器套管的发热情况需要从以下几个方面考虑。
1）在220kV变压器套管的制造过程中就需要严格按照设计标准进行生产，这一方面发电厂需要对采购的220kV变压器设备进行严格把关，对设备以及相关材料进行有效验收，发生不合格的设备及时进行更换，防止由于设备的制造问题或者安装问题造成220kV变压器套管中导线接触不良的情况出现。
2）在技术人员进行日常维护和保养过程中，应当定时对220kV变压器套管进行检查，并定期进行电气预防性试验判断套管是否符合投运要求。
3）在投运期间使用红外成像仪等设备对套管的温度进行测量、跟踪、分析，形成状态检修分析报告，根据红外成像报告分析数据判断套管发热原因并及时处理。
4）定期对套管取油样进行色谱化验，中和数据分析套管中连接线是否村子接触不良造成发热现象。
5）对220kV变压器套管末屏绝缘定期检查，检查是否有变色，老化情况。
为了防止由于套管故障造成变压器无法投运，甚至影响电网安全事故发生，发电厂需要及时准备数量足够的备用部件，当设备出现问题时可以第一时间进行维修，最大程度的降低220kV变压器套管故障对发电厂带来的损失。同时所有备用部件必须保证质量合格，并定期对备用部件进行试验、检查。
結束语
综上所述，220kV变压器套管会受到很多方面的因素影响出现故障，导致220kV变压器无法正常发挥功能，甚至对整个发电系统产生不利影响。在套管的故障中出现解体以及发热的情况最为常见，需要结合故障的实际情况做好220kV变压器套管故障的预防措施，保证电力系统能够正常运转。
参考文献
[1] 黄明，李杰，安瑞峰.某220kV变压器套管故障诊断分析与处理[J].山西电力，2015，（6）：30-33. DOI：10.3969/j.issn.1671-0320.2015.06.009.
[2] 覃虎.着重综述某220kV变压器高压套管末屏故障原因与处理方法[J].大科技，2012，（4）：258-259.
[3] 唐嘉宏.220kV变压器高压套管末屏故障原因分析与处理[J].华电技术，2011，33（7）：45-47. DOI：10.3969/j.issn.1674-1951.2011.07.017.
关键词：220kV;变压器;套管故障
前言：
套管是220kV变压器重要的部件之一，同时也是变压器设备出现故障的多发点，因此在发电厂的设备检修和日常及维护工作中，需要对220kV变压器套管定时进行检查，降低220kV变压器套管出现故障给电力系统带来的损害。
一、220kV变压器套管故障的概述
220kV变压器是很多电厂使用最为普遍的设备，其功能是将发电机生产出来的电力进行升压处理再发送到电网中，因此一旦220kV变压器发生工作故障不仅会对发电厂造成经济损失，更会对整个电力网络的安全运行带来不利影响。套管是220kV变压器重要的结构部件，同时也是变压器出现故障的多发点之一。在2009年，我国广东省某发电厂的220kV变压器套管就由于发生爆炸导致220kV变压器被烧毁。近年来，我国对于220kV变压器使用的高压套管的安全问题一直非常关注，因此很多套管的在线管理技术也逐渐兴起，一些发电厂已经开始安装这种可以在线监测的220kV变压器套管安全防护系统。但是由于这一技术还处于刚刚起步的阶段，在实际的操作中还存在着很多问题，因此对于220kV变压器套管的安全防护工作还需要进一步的展开探索[1]。
二、220kV变压器套管的常见故障
（一）220kV变压器套管存在的解体故障
当220kV变压器套管出现解体故障时，会导致设备电位未固定部件与设备引线出现电火花的现象。
2015年海南某电厂通过红外成像仪巡视发现220kV变压器A套管末屏接地处不良情况。经过对该套管末屏进行绝缘电阻测量绝缘大于2000兆欧，并对套管进行电容值测量及介损试验，多次测量数据变化差异大，再次通过对该套管曲悠扬分析，该套管内H2及烃类气体含量（C2H2含量为0）较上次油色谱化验值明显增大，且H2含量大于150uL/L.综合判断该套管末端接地不良，经过拆除末屏密封螺栓发现套管内电容尾端引线与末屏导体焊接处为虚焊，造成套管末屏没有完全可靠的接地，进而造成末屏和地面之间出现悬浮电位，出现放电现象，导致该处发热对套管内绝缘油分解产生H2和其他烃类气体，同时也导致末屏绝缘材料老化。
导致此故障发生的原因可能有两个，第一套管在生产过程中，厂家的焊接工作出现失误，没有严格按照设计标准进行焊接工作，因此造成套管末屏没有完全可靠的接地，进而造成末屏和地面之间出现悬浮电位，出现放电现象。这种情况下设备的焊接位置会出现一圈发黑的情况[2]。第二，在实际安装工作中，技术人员没有按照相关要求进行操作，将套管错误的进行安装，导致导线之间的焊接点出现松动形成虚连的情况，最终造成套管内部出现悬浮电位放电。
（二）220kV变压器套管存在发热故障
一旦220kV变压器套管出现发热现象，就会造成套管内部的金属迅速氧化，在氧化反应中形成一层层的氧化膜，而随着氧化膜的不断增加也会造成套管的电阻数值不断上升，反而导致套管的温度再次升高，形成不断升温的恶性循环。如果不能及时的处理套管发热的问题就会造成温度升高烧断引线的情况。导致220kV变压器套管发热的原因主要有几种。第一是在220kV变压器进行预防性实验过程中会对接线掌进行拆卸处理，而这种实验会导致套管导线与接线掌之间发生接触不良的现象，进而造成220kV变压器套管发热。第二，在套管中的引线头与绕组引线之间出现接触不良的现象也会导致发热，当引线出现接触不良时，线路中的电阻数值会不断上升，导致连接头位置通过的电流不断增加，进而出现套管发热的情况。第三，在220kV变压器套管的末屏位置由于时间过久出现密封垫老化现象，造成末屏的接地部件进水，导致内部金属锈蚀而出现接地不良发热，从而致使设备的绝缘体的绝缘能力降低（2018年海南某电厂220kV主变压器由于该隐患导致该主变高压侧对地绝缘低的现象，绝缘仅430兆欧），对变压器乃至整个电力系统安全运行造成重大隐患。
三、220kV变压器套管常见故障的对策
（一）预防220kV变压器套管解体故障的方法
想要有效的预防220kV变压器套管出现解体问题，需要相关的技术人员加强对设备的安装、维护和保养工作。需按照以下方法进行：
1）在设备安装前，检查套管引线与末屏焊接是否良好，套管吊装军按照厂家说明书要求执行;
2）按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》对套管进行预防性试验验收;
3）对套管末屏接地帽进行定期维护，例如：定期更换接地帽与末屏间密封圈，定期检查接地帽与末屏尾端金属接触是否良好（无氧化层，若接地帽内有弹簧，应检查弹簧弹性是否正常，无卡涩锈蚀情况），末屏引出线尾端附近绝缘层无变色、老化、龟裂等现象，恢复接地帽时检查螺牙处无锈蚀、油漆确保接地良好，并已拧紧螺帽，防止雨水及潮气进入;
4）定期对套管进行红外成像测量及分析;
5）检修按照试验规程定期对套管进行预防性试验确认合格方可投运。
（二）预防220kV变压器套管发热故障的方法
预防220kV变压器套管的发热情况需要从以下几个方面考虑。
1）在220kV变压器套管的制造过程中就需要严格按照设计标准进行生产，这一方面发电厂需要对采购的220kV变压器设备进行严格把关，对设备以及相关材料进行有效验收，发生不合格的设备及时进行更换，防止由于设备的制造问题或者安装问题造成220kV变压器套管中导线接触不良的情况出现。
2）在技术人员进行日常维护和保养过程中，应当定时对220kV变压器套管进行检查，并定期进行电气预防性试验判断套管是否符合投运要求。
3）在投运期间使用红外成像仪等设备对套管的温度进行测量、跟踪、分析，形成状态检修分析报告，根据红外成像报告分析数据判断套管发热原因并及时处理。
4）定期对套管取油样进行色谱化验，中和数据分析套管中连接线是否村子接触不良造成发热现象。
5）对220kV变压器套管末屏绝缘定期检查，检查是否有变色，老化情况。
为了防止由于套管故障造成变压器无法投运，甚至影响电网安全事故发生，发电厂需要及时准备数量足够的备用部件，当设备出现问题时可以第一时间进行维修，最大程度的降低220kV变压器套管故障对发电厂带来的损失。同时所有备用部件必须保证质量合格，并定期对备用部件进行试验、检查。
結束语
综上所述，220kV变压器套管会受到很多方面的因素影响出现故障，导致220kV变压器无法正常发挥功能，甚至对整个发电系统产生不利影响。在套管的故障中出现解体以及发热的情况最为常见，需要结合故障的实际情况做好220kV变压器套管故障的预防措施，保证电力系统能够正常运转。
参考文献
[1] 黄明，李杰，安瑞峰.某220kV变压器套管故障诊断分析与处理[J].山西电力，2015，（6）：30-33. DOI：10.3969/j.issn.1671-0320.2015.06.009.
[2] 覃虎.着重综述某220kV变压器高压套管末屏故障原因与处理方法[J].大科技，2012，（4）：258-259.
[3] 唐嘉宏.220kV变压器高压套管末屏故障原因分析与处理[J].华电技术，2011，33（7）：45-47. DOI：10.3969/j.issn.1674-1951.2011.07.017.