主变高压套管介质损耗因数tanδ试验的新方法

廖维东，闵万雄

（贵州乌江水电开发有限责任公司构皮滩发电厂，贵州 遵义 564408）

主变高压套管介质损耗因数tanδ试验的新方法

廖维东，闵万雄

（贵州乌江水电开发有限责任公司构皮滩发电厂，贵州 遵义 564408）

介绍了主变高压套管介质损耗因数tanδ试验的必要性和重要性，指出常规试验方法需解开高压套管与GIS相连的软连接，提出了一种新方法并验证其工作原理及实际运用的可行性。试验表明：新方法提高了工作效率，排除了对GIS损坏的风险。

主变压器；高压套管；介质损耗

某发电厂位于贵州省余庆县境内的乌江干流上，是贵州省境内最大的发电厂，装机容量为5×600 MW，多年平均发电量为96.82亿kWh。

1 设备简介

该发电厂共有16台主变，其中15台运行，1台备用，均由保定天威变压器集团有限公司生产，型号为DSP-223000/500，高压侧额定电压为500 kV，额定容量为223 MVA，为单相强迫油循环水冷无载调压式。

主变高压套管的类型是电容式油纸绝缘，型号为EKTG1800-550-1600E10。套管的一端采用铜排与主变高压绕组相连，浸渍在主变本体绝缘油中；另外一端采用铜编织线与GIS、高压电缆软连接(见图1)。根据预防性试验规程要求，主变高压套管每3年进行1次介质损耗因数tanδ试验。与绝缘电阻和耐压试验相比，此试验具有较高的灵敏度，可及时、准确地发现套管油纸绝缘整体受潮、劣化变质及小体积贯通和未贯通的局部缺陷，对预防套管事故起关键性的作用。

2 主变高压套管常规tanδ试验

图2为主变投运后高压侧结构示意。主变高压套管常规tanδ试验所需的安全措施如下：

(1) 在主变高压套管周围搭设长5 m、宽3 m、高5 m的工作平台，并解开图2虚框中GIS内部软连接，做好软连接隔离屏蔽；

(2) 解开中性点套管的一次接地铜排，并将甩开的GIS、高压电缆接地。

图1 主变高压侧接线

图2 主变投运后高压侧结构

上述安全措施到位后，按福州凯特电气有限公司生产的PH-2801变频抗干扰介质损耗测量仪正接线，将仪器高压屏蔽线交流电压10 kV接入高压套管顶部软连接，低压芯线从末屏处采集电流，仪器自动计算主变高压套管tanδ。

3 主变高压套管tanδ试验新方法

主变高压套管tanδ试验新方法：不解开主变高压套管与GIS的软连接，解开主变中性点套管的一次接地铜排，从中性点套管一次回路处施加交流试验电压10 kV，从末屏处采集电流。

由于C0≈330 pF，C1≈85 000 pF，C2≈17 600 pF，C3≈440 pF，所有设备对地电容接线方式为并联，一次回路总电容值为C0+C1+C2+C3= 103 370 pF，而PH-2801变频抗干扰介质损耗测量仪电容量范围为3 pF/10 kV～60 000 pF/10 kV。虽然PH-2801变频抗干扰介质损耗测量仪是目前市场上最大电容量的设备，但其容量仍不足。

为验证新方法的科学性，采用从福建瑞能博尔电力设备有限公司定制的变频抗干扰介质损耗测量仪，型号为A801，电容量为3 pF/10 kV～120 000 pF/ 10 kV。利用标准主变低压套管，将其测量数据与PH-2801变频抗干扰介质损耗测量仪的测量数据进行比较，如表1所示。

表1 测量仪测量数据%

从表1可以看出，A801仪器的测量结果与PH-2801仪器的测量结果基本一致，充分证明了A801仪器测量精度可靠，验证了新方法的可行性。

图3中的a及b为主变高压套管tanδ试验2种方法的原理接线。在测量过程中，由于高压套管末屏对地有绝缘电阻，I1，I2，I3无法进入仪器内部，仪器所测的电流I0只来自高压套管的试品电流，即交流电压10 kV通过高压套管油纸绝缘的电流I0。

图3 2种方法的原理接线示意

2013年11月，该厂采用新方法对3号主变高压套管进行tanδ试验，A801仪器将一次回路升到交流电压10 kV，以满足介损试验要求。与常规方法相比，本次测量tanδ有所减小，高压套管实测电容量C测无明显变化，与铭牌值C0比较，其偏差符合相关规程要求。具体试验数据如表2所示。

表2 2种方法tanδ试验数据比较

由于I测=2 πfUC，其中：f恒定，U恒定为试验电压10 kV， C测≈C0，即I测≈I0，从而证实了仪器测量的电流就是通过高压套管油纸绝缘的电流。I1，I2，I3对仪器测量电流无任何影响，验证了新方法实际应用的可行性。

本次新方法所测3号主变高压套管tanδ有所减小，其主要原因是：运行4年后，高压套管内部微量潮气在40 ℃气温下长期蒸发，有功损耗减少，tanδ进一步变小。可见，用新方法测量的结果正确反映了高压套管的实际情况。

4 新方法的优越性

主变高压套管tanδ试验新方法的优点如下。

(1) 减免了工作平台搭设、GIS气室SF6抽充、软连接的拆除等大量工作，在降低工作人员安全风险的同时大大缩短了工期，将8天时间降到0.5天，提高了工作效率，为检修节约了宝贵时间。

(2) 排除了GIS的损坏风险。新方法对GIS不做任何安全措施，从而避免了GIS内部暴露在空气中的受潮风险和拆、装软连接时对GIS设备的损坏。

5 结束语

目前，由于国内大型电厂普遍存在主变高压侧设计时无隔离刀闸，高压电缆电容量较大，测量主变高压套管tanδ难度较大等问题。该厂主变高压套管tanδ试验新方法的成功运用，彻底解决了此难题，成效显著，充分表明新方法的普遍推广性，全面优化了测量主变高压套管tanδ工作。

1 陈化钢．电力设备预防性试验方法及诊断技术[M]．北京：中国水力水电出版社，2009.

2 谭立成．高压电气试验基础知识[M]．北京：中国电力出版社，2013.

3 李建明，王志勇．变电站设备高压套管雨闪事故的特点及预防[J]．电力安全技术，2011(4).

2014-10-23。

廖维东(1984-)，男，助理工程师，主要从事水电厂电气一次设备维护、检修专业技术管理工作，email：liaoweidong2006@163. com。

闵万雄(1988-)，男，助理工程师，主要从事水电厂电气一次设备维护、检修工作。