熊 舟，何 强，杨 烽，饶 蕾，吴礼贵

（中国长江电力股份有限公司三峡水力发电厂，湖北 宜昌 443133）

0 引言

某电站主变压器型号为SSP-840MVA/500 kV，额定容量为840 MVA，接线组别为YNd11，高压侧中性点采用套管引出，主变压器中性点通过电抗器或接地刀闸接地。主变压器中性点电抗器型号为XKD-392/66，额定容量为392 kVA。

主变压器中性点采用经电抗器的接地方式，不仅可以有效防止接地系统发生“失地”现象，降低中性点过电压对地绝缘的威胁，并且可以限制流经主变压器中性点的短路电流，提高主变压器抗短路冲击的能力[1]。

1 概述

在交流电压作用下电介质中产生的一切损耗称为介质损耗。如果电介质损耗很大，会使电介质温度升高，促使材料发生老化（发脆、分解等），如果介质温度不断上升，甚至会把电介质熔化、烧焦，丧失绝缘能力，导致热击穿。因此，电介质损耗是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标[2]。

通过测量介质损耗因数tgδ，可以反映出绝缘的一系列缺陷，如绝缘受潮，油或浸渍物脏污或劣化变质，绝缘中有气隙放电等[3]。

2020年5月12日在进行某主变压器中性点电抗器预防性试验时，环境温度22.7 ℃，湿度59%，电抗器本体介质损耗因数测量值超标，具体试验数据如表1、表2所示。

表1 电抗器绝缘电阻测量试验数据

表2 电抗器介质损耗因数测量试验数据

2 原因分析

2.1 试验原理

介质在交流电压作用下绝缘的等值电路和相量图如图1所示。

流过介质的电流由两部分组成，一是通过Cx的电容电流分量ICx，二是通过Rx的有功电流分量IRx[3]，介质损耗因数 tgδ=IRx/ICx=1/ωRxCx，通常ICx远大于IRx，tgδ值很小。

根据被测试品是否接地分为两种测量方式，即正接线测量方式和反接线测量方式，两种测量方式接线原理如图2所示。

图1 绝缘等值电路和相量图

图2 测量接线原理图

正接线法适用于被测试品两端对地绝缘，高压直接加在被测试品两端。反接线法适用于被测试品一端牢固接地，由于被测试品一端接地，测出的介质损耗因数值受非接地端与大地间杂散电容影响，因而采用正接线法测量的介质损耗因数值小，反接线法测量的介质损耗因数值偏大[4]。

2.2 测量影响因素

2.2.1 温度

一般而言，介质损耗因数值随温度的上升而增加，为了将测量值进行比较，需要将测量的介质损耗因数值换算至20 ℃的值。

2.2.2 试验电压

良好绝缘的介质损耗因数不随电压的升高而明显增加，必要时，可以作出介质损耗因数与电压的关系曲线，通过曲线来判断绝缘状态。

2.2.3 试品电容量

对于电容量较小的设备，比如套管、互感器、耦合电容器等，测量介质损耗因数能有效地发现局部集中性的和整体分布性的缺陷。对于电容量较大的设备，比如变压器、发电机等，测量介质损耗因数只能发现绝缘的整体分布性缺陷，因为局部集中性缺陷所引起的损失增加只占损失的极小部分而被掩盖。

2.2.4 试品表面泄漏电阻

试品表面泄漏电阻总是与试品等值回路电阻Rx并联，会影响介质损耗因数测量值。

2.2.5 标准电容受潮

若标准电容器受潮，标准电容器的介质损耗因数增大，会导致试品的介质损耗因数偏小，对于介质损耗因数较小，电容量较小的试品更容易出现负值，需要定期校验标准电容器的介质损耗因数，以免引起误判断[5]。

2.3 设备结构

电抗器主要由绕组，铁心，高、低压套管，油箱，油枕等部件组成，在进行电抗器预防性试验时，需要对套管接线端及其末屏进行断、复引。

套管主要由电容芯子、瓷套、接线端子、末屏等组成，套管通过末屏引出接地，通过末屏可以测量套管的电容值和介质损耗因数，从而判断套管的绝缘状况，掌握其绝缘性能。

末屏采用弹簧压紧推拔式接地方式，是通过末屏引出杆上的推拔铜套和套管法兰处螺栓连接接地。接地的良好程度主要由推拔铜套的弹簧压力和推拔铜套与法兰接触面的紧密程度决定[6]。进行套管的预防性试验时，需用工具将铜套推开，将导体插入末屏引线销孔内，将末屏接地打开。末屏结构如图3所示。

图3 末屏结构图

2.4 超标原因分析

测量高、低压套管介质损耗因数时，可以通过末屏实现对地绝缘，采用正接法进行测量。测量电抗器本体介质损耗因数时，电抗器外壳是固定接地方式，无法实现对地绝缘，采用反接法进行测量。

采用反接法测量电抗器本体介质损耗因数时，介质损耗因数超标主要原因如下：

（1）电抗器高、低压套管伞裙表面有脏污或受潮。套管伞裙表面有脏污后，表面泄漏电阻与电抗器等值电阻Rx并联，介质损耗因数tgδ也会增大。

（2）电抗器本体对地回路存在问题。测量电抗器介质损耗因数时，对地回路包括高、低压套管末屏接地和油介质通过外壳接地。

若电抗器套管表面有脏污或受潮，可对套管表面进行擦拭和烘干处理。若电抗器本体对地回路有问题，可着重检查高、低压套管末屏接地是否良好或对电抗器油进行油化试验。当套管末屏接触不良时，可以视为在理想等值电路上串联一个纯电阻，由于串联电阻的存在，使得测量的tgδ比实际值大[7]。

3 处理方法

3.1 油化试验

电抗器油可以等效成电容，对电抗器油进行油化试验，油化试验数据如表3所示，电抗器油化试验数据满足规程要求。

表3 电抗器油化试验数据

3.2 套管擦拭

对电抗器高、低压套管伞裙使用酒精进行擦拭，分别测量高、低压套管末屏对地介质损耗因数，电抗器本体介质损耗因数值无明显变化，测量数据如表4所示，分析本体对地介质损耗因数超标可能是由低压套管末屏对地介质损耗因数超标引起的。

表4 电抗器介质损耗因数测量数据

3.3 末屏处理

将低压套管末屏法兰的螺栓拆除，打开末屏，检查发现环氧垫圈有油渍，如图4所示，擦除干净后用热吹风进行烘干，然后检查推拔铜套的弹簧压力和推拔铜套与法兰接触均正常后回装，用万用表检查低压套管末屏接地良好。

图4 低压套管末屏检查

同样对高压套管的末屏拆开进行检查，引线环氧处油渍更为明显，如图5所示，将油渍擦除干净，检查推拔铜套的弹簧压力和推拔铜套与法兰接触面，发现推拔铜套恢复后行程未到位，用万用表检查末屏处于接地断开状态，拆开推拔铜套，清理铜套间隙后回装，用万用表检查高压套管末屏接地良好。

图5 高压套管末屏检查

高、低压套管末屏处理完后测量本体、高压套管、低压套管介质损耗因数，测量数据合格，测量数据如表5所示。

表5 电抗器介损试验数据

4 结语

测量设备的介质损耗因数是测试设备绝缘的一个有效手段，可以判断设备是否存在绝缘受潮、老化等分布性缺陷。本文通过电抗器预防性试验发现电抗器本体对地介质损耗因数超标，分析其原因，发现介质损耗因数偏高是电抗器高、低压套管末屏接触不良引起的，对高、低压套管末屏进行处理后，电抗器预防性试验数据合格。