变压器套管油位异常的隐患分析及处理

    1事故经过
    2010年5月23日，某变电站#3主变出现故障，差动和本体保护动作，主变三侧开关跳闸，主变本体燃坏。

    2事故分析
    直接原因：#3主变变高B相套管发生对地短路，造成主变本体内部A、B相同时接地；在电动力的作用下主变变高套管断裂，主变变高套管处的绝缘油与空气接触，在火弧的作用下产生明火，造成主变变高套管侧起火燃烧。

    间接原因：该主变为三菱1989年产品，型号为SUB-MRM，由于运行年限较长，套管绝缘水平降低，造成电压击穿。

    为避免目前在网运行的6台同型号主变出现类似故障，对6台主变本体取油样进行色谱分析，同时轮流停运进行主变预试和套管油试验。

    3设备隐患排查
    3.1主变预试

    主变预试项目包括：高、中、低压三侧主变本体连同套管的电容量、介质损耗、绝缘电阻；高、中、低压三侧套管的电容量、介质损耗、套管末屏绝缘电阻；高、中、低压三侧绕组的直流电阻；铁心绝缘。各试验项目的数值、变化率均在《电气设备预防性试验规程》要求范围内。试验表明，该6台主变的绝缘状况良好，未发现影响运行的异常状况。

    3.2变压器套管检查

    对变压器套管进行外观、油位检查和内压确认时，发现某台主变的高压套管C相，中压套管B、C相，中性点内部压力偏低；高压套管C相油位镜有小划痕；通过高压套管C相油镜观察不到油位，存在少油或缺油现象；而主变套管色谱分析与微水分析合格。

图1套管底部放电击穿图示

    4设备隐患分析
    三菱SUB-MRM型变压器所配套管为三菱OT型紧凑变压器套管。检查时发现，某台主变的高压套管C相油位与压力异常（在油位镜观察孔无法看到油位，氮气压力较低），套管主法兰采油口附近有漏油痕迹。据此可判定此套管存在安全隐患。

    随着时间的推移，变压器套管温度、负荷的变化，密封圈的老化，套管设备状态逐步恶化：漏油引起内部压力下降—温度上升使体积增大（继续漏油）—温度降低导致内部压力下降—内部压力下降导致空气入侵—温度上升使体积增大（继续漏油）。上述过程不断进行，变压器套管的油位逐步下降，空气进入套管内部可能造成绝缘水平降低而形成局部放电，如图1所示。随着放电的发展，电容锥上部靠中心导体处出现内部短路，随后其它层电极箔间的电场强度增大，在电容锥下部的电极箔间产生放电现象。

    5设备隐患处理
    三菱OT型套管结构如图2所示，套管油枕在其顶部，预充有氮气，附有油位镜，同时还带有膨胀室，对套管油因温升而引起的体积变化起补偿作用；注油口在套管中间段（采油孔），法兰的上方。因套管结构紧密、储油量少，故在套管补油过程中对补油速度、补油压力、油的质量要求都较高，见表1。

    由于变压器套管渗油不是很严重，且未发现有套管渗油的记录，因此鉴于主变运行年限较长，渗油情况是可以接受的。

    综合各方面考虑，决定对变压器套管进行氮气补油，并定期观测套管来进一步判断分析设备的渗漏情况。

    表1套管所注变压器油要求