換流干式變壓器套管阻尼分析及預防措施

1導言

靈寶換流站是西北至華中互聯DC輸電的背靠背單極DC系統工程。這是中較好個自主設計和產化設備的示范和測試項目，主要設備100%產化。靈寶換流站(接西北電網)330kV側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致DC系統停止運行，并中斷西北和華中電網之間的電力交換。2005年4月3日，靈寶換流站033B換流干式變壓器發生故障，導致DC系統退出備用。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計中的缺陷，對提高DC輸電系統的運行穩定性非常重要。

換流干式變壓器套管的結構及特點

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。套管外瓷質絕緣，內充干式變壓器油。套管的結構和特點如圖1所示。

3事故發生后

事故發生前，系統運行方式為：靈寶換流站DC系統處于熱備用狀態，換流干式變壓器處于充電狀態。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系統兩側交流開關跳閘。

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。

現場檢查033B換流變壓器發現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，發現套管導電頭鍍銀層嚴重氧化發黑，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，發現套管的下瓷套全部斷裂脫落，散落在換流變壓器油箱內。套管電容器芯的上錐體、下錐體和圓柱體內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。經過觀察，兩次放電中斷 #p#分頁標題#e#