大型主变低压侧电容式浇铸树脂套管绝缘受潮处理及安装
时间：2023-02-23 18:35:07 来源：千叶帆 本文已影响人
杨 欣
（中国电建集团湖北工程有限公司）
1.1 HETA型环氧树脂浸纸电容式套管简介
HETA型环氧树脂浸纸电容式套管的主绝缘为环氧树脂在真空状态下浸渍以高电气性能绝缘值缠绕的电容芯子并经固化而成。这种套管具有结构简凑、体积小、重量轻、无油、免维护、防爆、任意角度安装等特点，运行过程中无局部放电现象。在大型发电机变压器组的工程应用中，HETA型环氧树脂浸纸电容式套管多用于发电机出口离相母线与主变压器低压侧之间的电气连接。
产品与离相母线及变压器的电气连接如图所示。
图 电气连接
1.2 HETA型环氧树脂浸纸电容式套管的工程应用
某电厂500kV电压等级＃4主变压器低压侧额定电流为24377.7A，额定电压27.0kV，电气连接端为发电机出口离相母线。考虑变压器低压侧额定电流大，该工程主变压器低压侧绝缘套管选择使用传奇电气（沈阳）有限公司HETA型环氧树脂浸纸电容式套管。
主变压器参数，如表1所示。
表1 主变压器参数
低压侧套管参数，如表2所示。
表2 低压侧套管参数
该主变低压侧套管设置有标准试验抽头，用于测量套管主绝缘介损值及电容量，出厂试验电压为10kV。根据GB50150电气设备交接试验规程要求，针对此型号套管的现场常规试验项目主要包含：套管主绝缘的绝缘电阻值测量、试验抽头绝缘电阻值测量、主绝缘介损及电容量测量。
2.1 初步判断受潮的试验数据
变压器低压侧套管，出厂包装为简易包装，仅在套管法兰下部使用密封膜包裹，现场露天存放10个月，其间经历梅雨季节，拆封时密封膜外部挂水严重。
经现场使用丙酮清洁及初步晾晒后，进行了主绝缘介损试验（正接法），试验数据如表3所示。
表3 试验数据
根据GB50150电气设备交接试验规程要求，电容型套管的实测电容量与出厂值比较，差值在±5%范围内；
浇铸树脂电容式套管介损值 （%）不应大于1.5%。
分析试验数据，三支套管电容量与出厂值比较符合规程及厂家技术标准要求，但介损值、比较出厂值均偏大，且B相已超出规程限定范围。考虑到套管体积较小，局部绝缘降低对整体介损值偏高也会有影响，建议清洁试验小瓷套，排除对套管整体介损值的影响。经过清洁处理后，介损值测量数据保持不变。
根据试验数据及外观检查，此批次套管，没有机械损伤，外观良好，标准试验抽头未受损和污染，初步判断其主绝缘未受到破坏，但由于露天存放时间过长，法兰以下浸入变压器部分的环氧树脂浇铸体及密封垫圈受潮。
此电容式套管介损试验数据超标，导致变压器低压侧附件吊装工作延期。
2.2 初步干燥处理后试验数据
根据初步判断结论，现场使用热风机对套管法兰下部环氧树脂包裹部分和密封垫圈进行热风吹干处理，并在处理后转入干燥环境存放，利用环境空气湿度相对较低对套管进行自然干燥。
经过7天自然干燥后，再次进行预装前套管的主绝缘介损试验（正接法），试验数据如表4所示。
表4 试验数据
试验数据分析，电容量未发生明显变化，介损值均有所下降，但仍超出厂家值较高。经过自然干燥，绝缘受潮有恢复的迹象，B相介损值已恢复到规程最低安装要求，其他数据未反映主绝缘降低。
因现场受条件限制，且套管体积过大，无适合的烘箱进行干燥处理。考虑将低压套管电容量符合规程规定，仅介损超标，故安排将其安装至变压器本体后，通过变压器真空注油、整体热油循环，进行套管的干燥处理。
2.3 变压器注油后热油循环与本体、套管的排气处理
在套管安装至本体后，立即进行真空注油，并经过热油循环处理且静置24h后，通过低压侧电容式套管的试验抽头位置对套管主绝缘进行介损试验（正接法），试验数据如表5所示。
表5 试验数据
分析试验数据，电容量符合产品标准值，但介损值依旧超出预想，达到几倍于出厂数据，且A、C两相较安装前数据偏大。实际情况是套管法兰下部已浸入变压器油中，套管介损的试验条件较安装前的要好，不应有受潮情况。考虑安装过程以及热油循环过程中聚集在变压器内以及套管底部的气体，对试验数据的影响，在对套管进行排气后，再进行主绝缘介损试验，试验数据（正接法）如表6所示。
表6 试验数据
测试数据达到交接试验规程要求，可以进行交接试验规程中的其他绝缘试验，例如感应耐压及局放测试等。
2.4 低压侧套管受潮处理完成后其他常规绝缘试验情况
（1）绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比、极化指数的试验数据（见表7）
表7 试验数据
测试结论：换算至出厂值无明显变化，符合GB50150要求。
（2）绕组连同套管的介质损耗因数与电容量测试（见表8）
表8 试验数据
测试结论：经换算，换算至出厂值无明显变化，符合GB50150要求。
（3）额定电压下冲击合闸试验
经过高压侧额定电压5次冲击合闸试验后，变压器运行无异常响声，励磁涌流及其衰减时间正常，低压侧套管无异常现象。后经发变组、单元机组168h试运行后，变压器安全稳定投入运行。
（4）绝缘油的试验及检测
1）油中水分含量：经取样送检后，上层油面、底层油箱的油样均＜10mg／L。
2）色谱分析：在热油循环结束静置后、耐压局放试验后、额定电压冲击合闸后，绝缘油色谱分析送检均无异常，油中未见乙炔、总烃含量未超标。
经过丙酮擦拭、吹风机风干、自然干燥、热油循环干燥、排气等一系列措施，以及多次的主绝缘介损测试试验，最终得到HETA型套管受潮处理结论：
1）经过处理HETA型套管的主绝缘介损试验数据满足规程及厂家技术要求。
2）热油循环对环氧树脂浸纸电容式套管受潮后的干燥有积极的作用。
3）环氧树脂浸纸电容式套管的主绝缘介损试验，应在底部充油的条件下进行，底部暴露于空气中时，应考虑环境湿度对数据的影响。
4）建议对此类型电容式充油套管进行试验时，模拟安装完成的环境进行相关介质损耗测试。有条件的情况下，可制作临时升高座，垂直安装后注油进行介质损耗测试。
4.1 供货方式及到货后的保存与防潮
建议体积较小的环氧树脂浸纸电容式套管，出厂时尽量保证带油工作部位浸入变压器油中运输，可采取加装底座的方法。现场的保管环境尽量保持在环境干燥、温度恒定的室内。
4.2 套管受潮程度分析建议
根据工程的实际经验，对于体积较小的环氧树脂浸纸电容式套管绝缘情况的判断标准，可以主要考虑电容量、介损值作为参考。介损值若超出厂家值部分应综合判断考虑，在满足规程要求范围内可以先予以安装。经试验分析及综合判断后，套管在受潮不严重的情况下，可以与变压器本体一同进行抽真空、热油循环进行干燥处理。
以上是变压器安装过程中遇到的实际技术问题，希望起到抛砖引玉的作用，使今后同类型工程应用更安全、可靠、经济。
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