换流干式变压器套管阻尼分析及预防措施

1导言

灵宝换流站是西北至华中互联DC输电的背靠背单极DC系统工程。这是中较好个自主设计和产化设备的示范和测试项目，主要设备100%产化。灵宝换流站(接西北电网)330kV侧有三台单相三绕组换流干式变压器。任何换流干式变压器的故障将导致DC系统停止运行，并中断西北和华中电网之间的电力交换。2005年4月3日，灵宝换流站033B换流干式变压器发生故障，导致DC系统退出备用。可见，加强换流干式变压器的运行维护，做好换流干式变压器的故障分析，改进换流干式变压器设计中的缺陷，对提高DC输电系统的运行稳定性非常重要。

换流干式变压器套管的结构及特点

灵宝换流站033B换流干式变压器套管为油纸电容式，由瓷套管、电容器芯、中心铜管、头部储油柜、中部安装法兰和尾部均压球组成。整个套管由头部强力弹簧通过中心铜管串联压制而成，其中电容器芯由0.10毫米厚的绝缘纸和0.01毫米厚的铝箔压制而成，交替缠绕在中心铜管上。铝箔与中心铜管并列形成同心圆柱形电容屏，有9O电容屏。电容器芯子是根据电容器分压原理卷制而成，使壳体中心的铜管与接地法兰之间的径向和轴向电场均匀分布。中心铜管不仅是电容器芯的骨架，也是高压引线的通道。经过真空干燥处理后，电容器芯完全注入干式变压器油，作为套管的主绝缘。套管外瓷质绝缘，内充干式变压器油。套管的结构和特点如图1所示。

3事故发生后

事故发生前，系统运行方式为：灵宝换流站DC系统处于热备用状态，换流干式变压器处于充电状态。2005年4月30日20: 54，工作站事件列表显示：

(1)033B换流变压器功率保护动作。

(2)033B非电量保护动作。

(3)DC系统两侧交流开关跳闸。

033B换流变压器保护装置显示：

(1)绕组差动动作。

(2)零序比例差动动作。

(3)换流变压器的大差动动作。

(4)换流变压器小误差动作。

(5)重瓦斯作用。

(6)轻瓦斯报警器。

(7)压力释放动作等报警信息。

现场检查033B换流变压器发现c相换流变压器泄压阀漏油，033B换流变压器c相套管上端储油柜移位，干式变压器的顶盖、储油柜、联箱和套管裙部有油迹，可以判断换流变压器两套保护装置的上述保护动作正确。通过分析故障录波图，可以知道C接接地故障；c相故障电流为3.39kAc相故障电压为6.83lkV，故障持续时间为70ms(三个半周期)。

033B换流变压器c相拖出工作位置后，对330kV套管头进行了检查。拆下套管压盖后，发现套管导电头镀银层严重氧化发黑，固定螺栓生锈，有残留水迹。从干式变压器本体上拔出套管时，发现套管的下瓷套全部断裂脱落，散落在换流变压器油箱内。套管电容器芯的上锥体、下锥体和圆柱体内有许多树枝状放电痕迹，下锥体末端的第三个电容器屏之间有一个向外严重炭化的电弧通道，绝缘纸层被拉长。经过观察，两次放电中断 #p#分页标题#e#