2011年第5卷第2期 2011, Vol. 5, No. 2
南方电网技术
SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY
文章编号：1674-0629(2011)02-0095-04
中图分类号：TM216.5
换流变压器阀侧套管故障分析
谢超，刘红太，盛康，胡蕴斌
（中国南方电网超高压输电公司广州局，广州510663）
实践与经验
Practice & Experience
文献标志码：B
摘要：换流变压器阅例套管是换流变压器在质量上的一个薄弱环节，根据换流变压器阀侧套管的结构，对若干阀侧套管故障实例进行了分析，发现主要的原因是套管制造工艺的缺陷所致。建议对目前的交接规程和运行维护规程进行必要的
修订，如增加SF。气体泄漏成像仪检测、进行SF。密度继电器校验以及SF。气体微水和纯度的在线监测等。关键词：换流变压器；阅侧套管；故障
AnalysisofValve-SideBushingFailuresinConverterTransformers
XIE Chao, LIU Hongtai, SHENG Kang, HU Yunbin
(Guangzhou Bureau, CSG EHV Power Transmission Company, Guangzhou 510663, China)
Abstract: Valve-side bushing is the significant quality weak point of the converter transfomers. According to the valve-side bushing structure this paper analyzes several cases of the valve-side bushing failures, resulting in a conclusion that the manufacturing process defects are the main reason for these failures. It is proposed to make the necessary amendments to the current transfer protocol, operation and maintenance procedures such as increasing imager detection to SFs gas leak, calibrating the SFg density monitor, and online monitoring the humidity and purity of SFs gas.
Key words:
converter transformer; valve- side bushing; failure
换流变压器在换流过程中的功能是连接、协调交流电网和直流线路，将功率由交流系统传输到直流系统，再由直流系统逆变到交流系统[-9。以一个 12脉冲输送功率为1000MW（500kV/22kA）的高压直流输电系统模型为例，其换流变压器阀侧出线端的电压波形的仿真图形如图1所示。
从图1得知，换流变压器阀侧绕组需要承受的电压是一个由直流电压和严重畸变的交流电压(谐波大量存在）组成的类似交流正弦波形的复合电压，包括交流、直流、交流加直流、极性反转电压，同时还要承受交流电压、雷电冲击和操作过电压等。
400r
AX/N
200 002
0.86
0.87 t/s
0.88
0.89
换流变压器阀侧出线端电压波形图1
Fig: 1 Voltage Waveform of Converter Transformer
Valve Side Terminal
万方数据
在波形中有时出现的电压下跳到零点是因为该时刻处于换相时刻，此时两相短路其线电压为零值：在此换相时段同时也影响到其他两相线电压，一个电压增大，另一个电压减小。这对安全绝缘结构设计的技术要求更高(4]，尤其是换流变压器阀侧套管的设计制造比交流套管要复杂和困难得多。换流变压器阀侧套管成为换流变压器质量一个显著的薄弱点。据CIGRE统计[5-6]，在1972-1990年全球有 14台换流变压器和油浸式平波电抗器发生阀侧主绝缘故障，全部发生在套管及出线装置处。1991一 2002年又有6台次换流变压器发生同样的故障(7)。
阀侧套管结构 1
目前超高压公司运行的换流变压器阀侧套管主要采用的是HSP公司的RIP（环氧树脂浸纸）套管，如图2（a）所示[0]。
外绝缘简为环氧树脂材料，表面为硅橡胶绝缘，直流出线装置的绝缘简长度和电极是否覆盖绝缘对套管外层绝缘中场强和轴向沿面场强有者重大的影响7。绝缘筒的长度根据电压等级不同而区别，绝