±800+kV直流穿墙套管介损超标原因分析及改进措施
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对比试验结果表明院 极 I 400 kV 套管与极 II 800 kV 套管的 SO2 与 H2S 气体体积分数都为 0袁两 套管的气体组分处于正常状态遥 但极 I 800 kV 套管 的 SO2 为 26.21 滋L/L袁H2S 为 4.64 滋L/L袁 由 于极 I 800 kV 与极 II 800 kV 套管材料结构相同袁 且运行
1 现场试验和返厂试验
1.1 极 I 800 kV 直流穿墙套管现场处理与试验 2011 年 3 月 8 日袁断开套管阀厅侧与阀塔间的
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 ÿ
窑170窑
2015 年 9 月
引线袁断开套管直流场侧与管母间的引线袁套管表面 清洗完后利用自然条件进行干燥遥 采用 2~10 kV 试 验电压袁 利用正接法对套管室外部分主绝缘进行介 损测试遥 环境温度 20.1 益袁空气湿度 34%袁试验结 果袁见表 1遥
表 1 常规介损测试结果 Tab造藻 1 Test results of the routine dielectric loss
tan啄/%
Cx/pF
U/kV
1.051
920.5
2
0.958
920.5
4
0.908
920.4
6
0.871
920.4
8
0.835
920.6
10
由表 1 可知袁 套管室外部分主绝缘的介损最小 值 为 0.835% 袁 最 大 值 达 1.051% 袁 而 交 接 值 为 0.287%袁铭牌值为 0.370%遥 实测结果远大于交接值 和铭牌值袁试验结果表明院套管室外部分主绝缘的介 损超标遥
2011 年 3 月 17 日袁 断开套管阀厅侧与阀塔间 的引线袁 断开套管直流场侧与管母间的引线遥 对套 管更换新气后袁 对套管室外部分主绝缘采用正接法 进行介损试验遥 环境温度 6.3 益袁空气湿度 52%袁更 换新气后试验结果见表 4遥
套管更换新气后袁采用 2~10 kV 对套管室外部 分进行介损试验遥由表 4 可知院套管室外部分主绝缘
插头式连接装置采用压紧环屏蔽遥 套管采用复合绝缘 子外套袁复合绝缘子外套由玻璃纤维增强环氧树脂管 和直接固化在树脂管表面的硅橡胶伞裙组成 遥 [17-18] 直流穿墙套管主绝缘介损出厂值院 户内部分套管介 质值为 0.35%袁户外部分套管介损值为 0.36%遥
文中对 800 kV 穿墙套管介损超标现象进行故 障排除袁对套管进行多次试验和解体观察袁深入分析 套管故障原因袁 结合高压试验结果和套管缺陷提出 修复该套管的办法袁针对以后套管出厂监造尧预试尧 检修等环节提出建议袁 为日后超特高压直流穿墙套 管的运行维护和故障处理提供了一个借鉴经验遥
Case Study on Abnormal Dielectric Loss of a 依800 kV
DC Wall Bushing with Countermeasures
LI Weiguo袁 ZHANG Changhong袁 XIA Gulin袁 LU Wenhao袁 CHEN Wei
渊Maintenance & Test Center of EHV Power Transmission Company China Southern Power Grid袁 Guangzhou 510663袁 China冤
第 51 卷 第 9 期
表 2 高电压介损测试结果
Table 2 tan啄/% 1.418
Test results of the high voltage dielectric loss
Cx/pF 环境温度/益 环境湿度/% U/kV
918.9
19.4
46
2.499
0.936 920.0
19.4
46
2011 年 3 月 9 日袁断开套管阀厅侧与阀塔间的 引线袁断开套管直流场侧与管母间的引线遥利用正接 法对套管室外部分主绝缘开展三轮高电压介损试
验袁标准电容 49.92 pF遥 高电压介损测试结果见表2遥 Garton 效应表明[19-21]院在含有纸的绝缘介质或塑
料及油的混合介质中袁较低电压下的介损值变化比高 电压下的值高遥因此对套管进行 3 轮高压介损试验袁 电压由 2.152~76.400 kV 变化遥 试验结果表明院该套 管存在 Garton 效应遥 当电压达到 54 kV 左右袁套管 介损值没有明显的下降趋势袁介损值都稳定在 0.5~ 0.6 之间遥 3 轮高压介损实测值最小值为 0.544%袁高 于交 接 值 和 铭 牌 值 袁 且 超 过 Q / CSG 11605 要 2007 叶依800 kV 直流输电规范标准曳的相关规定[22-23]遥
tan啄/%
Cx/pF
U/kV
0.964
915.2
2
0.909
915.2
4
0.872
915.2
6
0.841
915.2
8
0.821
915.2
10
介损最小值达 0.821%袁 也远高于交接值和铭牌值遥 试验结果表明院套管更换新气后袁套管室外部分主绝 缘介损仍超标遥
综上所述袁现场对 800 kV 穿墙套管室外部分主 绝缘进行常规介损试验及高电压介损测试袁10 kV 最小介损测试值为 0.821%袁高压介损最小测试值为 0.544%袁这些试验结果均大于该套管交接值尧铭牌 值尧出厂值 袁且超 出 Q/CSG 11605要2007叶依800 kV 直流输电规范标准曳的相关规定[23-24]遥 1.2 极 I 800 kV 直流穿墙套管返厂处理与试验
800 kV 穿墙套管自 2009 年投产袁 套管为干式 充 SF6 电容式套管遥 套管的内部主绝缘体为胶浸纸袁 胶浸纸由真空下浸渍环氧树脂的特殊纸及起均压作 用的铝薄膜构成遥中间的导电杆由铝合金制成袁并与 主绝缘体紧密接触遥导电杆的法兰端为插头式连接袁
收稿日期院2015- 03 -12曰 修回日期院2015 - 04 -20
Abstract: The abnormal phenomena of dielectric loss and gas components of a DC wall bushing in a 依800 kV converter station was analyzed. Several high-voltage tests and gas components analysis on the UHVDC wall bushing were conducted on site, and the bushing was disassembled and tested in the manufacturer. The results show that: 1冤The discharge point is at the connection of the compressive ring and the metal guide bar of outdoor bushing; 2冤Many white conductive powder mainly composed of AlF3 are found in the bushing; and 3冤This conductive powder is the main cause of abnormal dielectric loss of the wall bushing. Some methods are presented for repairing the outdoor bushing, and suggestions are made for manufacture supervision, preventive test, and maintenance of wall bushings. Key words: UHVDC曰 wall bushing曰 dielectric loss曰 gas component曰 cause analysis曰 improvement measure
0.576 920.7
19.6
42
54.160
0.579 921.2
19.6
42
64.850
0.568 921.4
19.6
42
75.510
表 3 穿墙套管 SF6 气体组分
Tab造藻 3 Gas component of SF6 in the
wall bushing
套管
湿度
SO2
H2S
极 I 800 kV 290
19.6
42
11.000
0.734 920.4
19.6
42
16.390
0.677 920.4
19.6
42
21.660
0.650 920.5
19.6
42
27.280
0.616 920.6
19.6
42
32.680
0.637 920.6
19.6
42
37.820
0.622 920.6
19.6
42
43.530
0 引言
特高压直流穿墙套管是非常重要的设备袁可谓直 流输电工程的咽喉袁若极母线穿墙套管出问题袁该极 线路必须紧急停运袁 将对电力系统造成严重影响[1-6]遥 目前国内外未见特高压直流穿墙套管介损超标导 致其退出运行并返厂维修的相关报道[7-16]遥 在 2011年 对某换流站穿墙套管进行预试时发现 800 kV 穿墙 套管出现介损值超标和气体组分异常现象遥
26.20
4.64
极 I 400 kV
要
0.00
0.00
极 II 800 kV 108
0.00
0.00
Байду номын сангаас标准
臆500
要
要
滋L/L CO 8.47 0.00 2.04 要
条件相近袁但两套管的气体组分试验结果相差较远袁 而 SO2 与 H2S 气体是 SF6 气体在电弧作用下产生 的袁由此推断院极 I 800 kV 套管气体组分偏高现象 不存在共性袁而是由套管内部局部放电所造成的遥
2011 年 03 月 11 日袁 对极 I 高端阀组 800 kV 及 400 kV 直流穿墙套管和极 II 高端阀组 800 kV 直流穿墙套管进行 SF6 气体组分分析遥 穿墙套管 SF6 气体组分分析试验结果见表 3遥
SO2 是 SF6 电气设备故障时分解的主要特征组 分袁正常运行的设备中 SO2 的含量极少遥 若发生故障袁 SO2 会增长 10 倍以上遥 另外 SF6 气体在电弧下会分解 氟尧硫离子袁在水分含量较高时就会产生 HF 或 H2S遥
11.000
0.747 920.0
19.4
46
21.790
0.660 920.2
19.4
46
32.850
0.610 920.3
19.4
46
43.540
0.559 920.3
19.4
46
54.390
0.557 920.9
19.4
46
65.150
0.547 921.0
19.4
46
76.400
0.847 919.5
19.6
42
2.152
0.687 920.0
19.6
42
10.960
0.647 919.9
19.6
42
21.790
0.605 920.0
19.6
42
32.920
0.595 920.1
19.6
42
43.890
0.544 920.1
19.6
42
54.260
0.551 920.6
19.6
42
64.950
0.745 920.3
黎卫国袁 张长虹袁 夏谷林袁 卢文浩袁 陈 蔚
渊南方电网超高压输电公司检修试验中心袁 广州 510663冤
摘要院 针对依800 kV 某换流站直流穿墙套管发生介损超标及气体组分异常现象袁 现场对该特高压穿墙套管 进行多次高压试验和 SF6 气体组分分析袁返厂对该特高压穿墙套管进行解体和一系列试验遥 结果表明院该穿 墙套管内部放电点位于压紧环与室外套管金属导杆的连接处曰套管内部发现大量以氟化铝为主的白色导电 粉末曰导电粉末是导致穿墙套管介损超标的主要原因遥 结合高压试验结果和套管缺陷提出修复该套管的办 法袁且对以后穿墙套管出厂监造尧预试尧检修等环节提出相关建议遥 关键词院 特高压直流曰 穿墙套管曰 介质损耗曰 气体组分曰 原因分析曰 改进措施
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技术讨论
黎卫国袁 张长虹袁 夏谷林袁等. 依800 kV 直流穿墙套管介损超标原因分析及改进措施
窑171窑
表 4 更换新气后室外部分套管试验结果
Tab造藻 4 Test results of outdoor bushing after change of SF6
第 51 卷 第 9 期院0169-0176 2015 年 9 月 16 日
High Voltage Apparatus
Vol.51, No.9院0169-0176 Sep. 16 , 2015
DOI院10.13296/j.1001-1609.hva.2015.06.029
依800 kV 直流穿墙套管介损超标原因分析及改进措施
1 现场试验和返厂试验
1.1 极 I 800 kV 直流穿墙套管现场处理与试验 2011 年 3 月 8 日袁断开套管阀厅侧与阀塔间的
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窑170窑
2015 年 9 月
引线袁断开套管直流场侧与管母间的引线袁套管表面 清洗完后利用自然条件进行干燥遥 采用 2~10 kV 试 验电压袁 利用正接法对套管室外部分主绝缘进行介 损测试遥 环境温度 20.1 益袁空气湿度 34%袁试验结 果袁见表 1遥
表 1 常规介损测试结果 Tab造藻 1 Test results of the routine dielectric loss
tan啄/%
Cx/pF
U/kV
1.051
920.5
2
0.958
920.5
4
0.908
920.4
6
0.871
920.4
8
0.835
920.6
10
由表 1 可知袁 套管室外部分主绝缘的介损最小 值 为 0.835% 袁 最 大 值 达 1.051% 袁 而 交 接 值 为 0.287%袁铭牌值为 0.370%遥 实测结果远大于交接值 和铭牌值袁试验结果表明院套管室外部分主绝缘的介 损超标遥
2011 年 3 月 17 日袁 断开套管阀厅侧与阀塔间 的引线袁 断开套管直流场侧与管母间的引线遥 对套 管更换新气后袁 对套管室外部分主绝缘采用正接法 进行介损试验遥 环境温度 6.3 益袁空气湿度 52%袁更 换新气后试验结果见表 4遥
套管更换新气后袁采用 2~10 kV 对套管室外部 分进行介损试验遥由表 4 可知院套管室外部分主绝缘
插头式连接装置采用压紧环屏蔽遥 套管采用复合绝缘 子外套袁复合绝缘子外套由玻璃纤维增强环氧树脂管 和直接固化在树脂管表面的硅橡胶伞裙组成 遥 [17-18] 直流穿墙套管主绝缘介损出厂值院 户内部分套管介 质值为 0.35%袁户外部分套管介损值为 0.36%遥
文中对 800 kV 穿墙套管介损超标现象进行故 障排除袁对套管进行多次试验和解体观察袁深入分析 套管故障原因袁 结合高压试验结果和套管缺陷提出 修复该套管的办法袁针对以后套管出厂监造尧预试尧 检修等环节提出建议袁 为日后超特高压直流穿墙套 管的运行维护和故障处理提供了一个借鉴经验遥
Case Study on Abnormal Dielectric Loss of a 依800 kV
DC Wall Bushing with Countermeasures
LI Weiguo袁 ZHANG Changhong袁 XIA Gulin袁 LU Wenhao袁 CHEN Wei
渊Maintenance & Test Center of EHV Power Transmission Company China Southern Power Grid袁 Guangzhou 510663袁 China冤
第 51 卷 第 9 期
表 2 高电压介损测试结果
Table 2 tan啄/% 1.418
Test results of the high voltage dielectric loss
Cx/pF 环境温度/益 环境湿度/% U/kV
918.9
19.4
46
2.499
0.936 920.0
19.4
46
2011 年 3 月 9 日袁断开套管阀厅侧与阀塔间的 引线袁断开套管直流场侧与管母间的引线遥利用正接 法对套管室外部分主绝缘开展三轮高电压介损试
验袁标准电容 49.92 pF遥 高电压介损测试结果见表2遥 Garton 效应表明[19-21]院在含有纸的绝缘介质或塑
料及油的混合介质中袁较低电压下的介损值变化比高 电压下的值高遥因此对套管进行 3 轮高压介损试验袁 电压由 2.152~76.400 kV 变化遥 试验结果表明院该套 管存在 Garton 效应遥 当电压达到 54 kV 左右袁套管 介损值没有明显的下降趋势袁介损值都稳定在 0.5~ 0.6 之间遥 3 轮高压介损实测值最小值为 0.544%袁高 于交 接 值 和 铭 牌 值 袁 且 超 过 Q / CSG 11605 要 2007 叶依800 kV 直流输电规范标准曳的相关规定[22-23]遥
tan啄/%
Cx/pF
U/kV
0.964
915.2
2
0.909
915.2
4
0.872
915.2
6
0.841
915.2
8
0.821
915.2
10
介损最小值达 0.821%袁 也远高于交接值和铭牌值遥 试验结果表明院套管更换新气后袁套管室外部分主绝 缘介损仍超标遥
综上所述袁现场对 800 kV 穿墙套管室外部分主 绝缘进行常规介损试验及高电压介损测试袁10 kV 最小介损测试值为 0.821%袁高压介损最小测试值为 0.544%袁这些试验结果均大于该套管交接值尧铭牌 值尧出厂值 袁且超 出 Q/CSG 11605要2007叶依800 kV 直流输电规范标准曳的相关规定[23-24]遥 1.2 极 I 800 kV 直流穿墙套管返厂处理与试验
800 kV 穿墙套管自 2009 年投产袁 套管为干式 充 SF6 电容式套管遥 套管的内部主绝缘体为胶浸纸袁 胶浸纸由真空下浸渍环氧树脂的特殊纸及起均压作 用的铝薄膜构成遥中间的导电杆由铝合金制成袁并与 主绝缘体紧密接触遥导电杆的法兰端为插头式连接袁
收稿日期院2015- 03 -12曰 修回日期院2015 - 04 -20
Abstract: The abnormal phenomena of dielectric loss and gas components of a DC wall bushing in a 依800 kV converter station was analyzed. Several high-voltage tests and gas components analysis on the UHVDC wall bushing were conducted on site, and the bushing was disassembled and tested in the manufacturer. The results show that: 1冤The discharge point is at the connection of the compressive ring and the metal guide bar of outdoor bushing; 2冤Many white conductive powder mainly composed of AlF3 are found in the bushing; and 3冤This conductive powder is the main cause of abnormal dielectric loss of the wall bushing. Some methods are presented for repairing the outdoor bushing, and suggestions are made for manufacture supervision, preventive test, and maintenance of wall bushings. Key words: UHVDC曰 wall bushing曰 dielectric loss曰 gas component曰 cause analysis曰 improvement measure
0.576 920.7
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54.160
0.579 921.2
19.6
42
64.850
0.568 921.4
19.6
42
75.510
表 3 穿墙套管 SF6 气体组分
Tab造藻 3 Gas component of SF6 in the
wall bushing
套管
湿度
SO2
H2S
极 I 800 kV 290
19.6
42
11.000
0.734 920.4
19.6
42
16.390
0.677 920.4
19.6
42
21.660
0.650 920.5
19.6
42
27.280
0.616 920.6
19.6
42
32.680
0.637 920.6
19.6
42
37.820
0.622 920.6
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43.530
0 引言
特高压直流穿墙套管是非常重要的设备袁可谓直 流输电工程的咽喉袁若极母线穿墙套管出问题袁该极 线路必须紧急停运袁 将对电力系统造成严重影响[1-6]遥 目前国内外未见特高压直流穿墙套管介损超标导 致其退出运行并返厂维修的相关报道[7-16]遥 在 2011年 对某换流站穿墙套管进行预试时发现 800 kV 穿墙 套管出现介损值超标和气体组分异常现象遥
26.20
4.64
极 I 400 kV
要
0.00
0.00
极 II 800 kV 108
0.00
0.00
Байду номын сангаас标准
臆500
要
要
滋L/L CO 8.47 0.00 2.04 要
条件相近袁但两套管的气体组分试验结果相差较远袁 而 SO2 与 H2S 气体是 SF6 气体在电弧作用下产生 的袁由此推断院极 I 800 kV 套管气体组分偏高现象 不存在共性袁而是由套管内部局部放电所造成的遥
2011 年 03 月 11 日袁 对极 I 高端阀组 800 kV 及 400 kV 直流穿墙套管和极 II 高端阀组 800 kV 直流穿墙套管进行 SF6 气体组分分析遥 穿墙套管 SF6 气体组分分析试验结果见表 3遥
SO2 是 SF6 电气设备故障时分解的主要特征组 分袁正常运行的设备中 SO2 的含量极少遥 若发生故障袁 SO2 会增长 10 倍以上遥 另外 SF6 气体在电弧下会分解 氟尧硫离子袁在水分含量较高时就会产生 HF 或 H2S遥
11.000
0.747 920.0
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21.790
0.660 920.2
19.4
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32.850
0.610 920.3
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43.540
0.559 920.3
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54.390
0.557 920.9
19.4
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65.150
0.547 921.0
19.4
46
76.400
0.847 919.5
19.6
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2.152
0.687 920.0
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42
10.960
0.647 919.9
19.6
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21.790
0.605 920.0
19.6
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32.920
0.595 920.1
19.6
42
43.890
0.544 920.1
19.6
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54.260
0.551 920.6
19.6
42
64.950
0.745 920.3
黎卫国袁 张长虹袁 夏谷林袁 卢文浩袁 陈 蔚
渊南方电网超高压输电公司检修试验中心袁 广州 510663冤
摘要院 针对依800 kV 某换流站直流穿墙套管发生介损超标及气体组分异常现象袁 现场对该特高压穿墙套管 进行多次高压试验和 SF6 气体组分分析袁返厂对该特高压穿墙套管进行解体和一系列试验遥 结果表明院该穿 墙套管内部放电点位于压紧环与室外套管金属导杆的连接处曰套管内部发现大量以氟化铝为主的白色导电 粉末曰导电粉末是导致穿墙套管介损超标的主要原因遥 结合高压试验结果和套管缺陷提出修复该套管的办 法袁且对以后穿墙套管出厂监造尧预试尧检修等环节提出相关建议遥 关键词院 特高压直流曰 穿墙套管曰 介质损耗曰 气体组分曰 原因分析曰 改进措施
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
技术讨论
黎卫国袁 张长虹袁 夏谷林袁等. 依800 kV 直流穿墙套管介损超标原因分析及改进措施
窑171窑
表 4 更换新气后室外部分套管试验结果
Tab造藻 4 Test results of outdoor bushing after change of SF6
第 51 卷 第 9 期院0169-0176 2015 年 9 月 16 日
High Voltage Apparatus
Vol.51, No.9院0169-0176 Sep. 16 , 2015
DOI院10.13296/j.1001-1609.hva.2015.06.029
依800 kV 直流穿墙套管介损超标原因分析及改进措施