换流变油纸直流套管故障分析与建议

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1、2014年第6期上海电力换流变油纸直流套管故障分析与建议王安全，胡艺馨，李志龙，肖烨辉(国网上海市电力公司检修公司，上海201708)摘要：介绍了南桥换流站的换流变为单相三绕组式，换流变套管为油纸直流式，油中部分采用瓷套，有油、纸和瓷套三种绝缘介质。2013年1月31日5：34，换流变极IA相套管发生故障。从检查套管、保护动作记录、故障录波分析以及油色谱测试4个方面，排查故障接地点。发生故障的主要原因是长期运行中产生的衍生物、分解物、溶解物等加速套管内的介质劣化，造成场强畸变，引发套管故障。同时也证实了这种油纸直流套管，

2、在结构设计和生产工艺上存在诸多缺陷。所得试验数据为调换该类型套管提供了技术支撑，并对调换方案提出了建议。关键词：换流变；油纸直流套管；套管故障分析；套管调换；技术分析中图分类号：TM63文献标志码：的星形绕组油纸直流套管，也有德国HSP高压电0引言瓷设备公司生产的装于阀侧的油纸直流套管；3．1南桥换流站(以下简称南桥站)的换流变套套管和3．2套管为F&G(中国)电气有限公司生管，油中部分采用瓷套结构，自1989年投运至今，产的装于阀侧的三角绕组油纸直流套管。暴露出设计和制造工艺上存在诸多问题。为了彻2．1套管与2．2套管

3、均为20世纪8O年代产底消除套管隐患，确保葛南直流的安全和稳定运品，油纸直流套管的油中部分采用瓷套，有油、纸行，经国家电网公司与组织多方专家论证，决定对和瓷套三种绝缘介质。由于瓷套电阻率较大，所所有套管进行更换，并列为国家电网公司重点关以承受沿面电场强度也较高，且瓷套自身的沿面注的大型技改项目。耐受能力差，易积聚空间电荷，长期处在交、直流复合场强下，一旦介质劣化和衰变，容易造成沿面1换流变与套管概况放电。南桥站共有7台换流变，6台运行，1台备用。在2O世纪9O年代初，国外已对该类套管设换流变为单相三绕组式，德国TU产品(

4、后被西门计进行了改进，取消了油中瓷套，通过减少介质界子收购)，1986年生产，1989年投运。每台换流变面，提高套管可靠性。国内除葛南直流工程外，已有6支套管，如图1所示。经不再使用该类套管。近期该类套管发生多起故障，暴露出设计与制造工艺上存在诸多不足。2油纸直流套管故障分析2．1现场检查发生故障后现场检查发现，极工A相换流变本体顶盖及左侧底部出现漏油，阀侧Y接上部套管(编号为2．1)顶部外罩鼓起。吊出套管后，发现套管根部均压球(高压端)、套管法兰内侧和升图1换流变及套管高座内侧有明显放电痕迹，如图2和图3所示，电南桥站

5、换流变1．1套管和1．2套管为F&G容芯整体完好。(中国)电气有限公司生产的装于交流网侧的充油2．2保护动作记录与故障录波分析式套管；2．1套管和2．2套管为阀侧星形绕组套2013年1月31日5：34，极I保护系统发“换管，有F&G(中国)电气有限公司生产的装于阀侧流器差动保护Ⅱ段动作”、“Y桥差动保护Ⅲ段动一47—2014年第6期上海电力换流变套管B、C相末屏对地介损试验结果正常。障原因，可能是长期运行中产生的衍生物、分解物、溶解物等导致了介质劣化，进而造成了场强畸3故障原因分析变，导致套管故障。通过检查故障换流变及分

6、析故障波形，认为4调换方案建议造成换流变差动动作的主要原因是2．1套管发生故障，1．791kA短路电流引发相关保护动作，保从这次故障中可以看出，油纸直流套管在结护动作正确。构设计上存在缺陷，建议整体更换为油纸SF气通过检查故障套管与技术分析，找到了放电体套管(ABB公司技术)或者胶纸SF气体套管点。放电通道为：从瓷套下部的高压端部内表面(HSP公司技术)，这两种套管目前使用量大，而处，向套管接地法兰处放电，形成贯穿性通道，造且运行良好。成下瓷套爆裂，导致套管升高座部位绝缘丧失，继建议先对南桥站极I换流变C相阀星侧套而发展

7、为套管均压球对套管TA升高座部位击管、阀角侧套管以及网侧套管，共计5支，进行调穿。套管实物放电示意图，如图7所示。换，整个调换过程包括换流变拖出、新套管现场试验、换流变带老套管局放试验、油处理、新旧套管调换拆装、常规电气试验、换流变带新套管局放试验、二次配合工作和阀厅墙体封堵等八大项内容。若采用SF。气体套管，并且根据《国家电网公司防止直流换流站单、双极强迫停运二十一项反事故措施》的要求，应对套管的SF密度继电图7套管买物放电不恿器配置三副独立的跳闸接点，按照“三取二”原则对造成阀侧2．1套管的故障原因，进行了逐出口，3

8、个开入回路要独立，不允许多副跳闸接点一排查和分析。并联上送，“三取二”出口判断逻辑装置及电源应1)通过对故障换流变进行试验与检查，除受冗余配置。污染外，未发现其他异常，排除了换流变老化或者异常引发套管故障，而是套管自身发生了故障。5结语2)电容芯外观良好，故障后测试电容量数据油纸直流套管由于其本身的结构设计缺陷，正常