1引言

灵宝换流站是西北一华中联网直流输电背靠背单极直流系统工程，是我国第一个自行设计及设备国产化示范试验工程，主要设备100%实现国产化。灵宝换流站330kV侧(连接西北电网)共有3台单相三绕组换流变压器，任何一台换流变压器的故障都将导致直流系统停运，中断西北和华中电网间的功率交换。2005年4月3日，灵宝换流站033B换流变压器发生故障，导致直流系统退出备用。由此看出加强对换流变压器的运行维护、做好换流变压器故障分析以及改进换流变压器设计中的缺陷等工作，对提高直流输电系统运行稳定性非常重要。

2换流变压器套管结构与特点

灵宝换流站033B换流变压器套管为油纸电容型，由瓷套、电容芯子、中心铜管、头部的储油柜、中间的安装法兰和尾部的均压球等部件组成。套管整体用头部的强力弹簧通过中心铜管串压而成，其中电容芯子是由0.10mm厚的绝缘纸和0.01mm厚的铝箔加压后交替卷在中心铜管上成型的。铝箔形成了与中心铜管并列的同心圆柱体电容屏，电容屏有9O个。电容芯子是根据电容分压原理卷制而成，使套管中心铜管与接地法兰问的径向和轴向电场分布均匀。中心铜管既是电容芯子的骨架，又是高压引线的通道。电容芯子经真空干燥处理，除去内部空气与水分后，用变压器油充分浸渍，作为套管的主绝缘，套管外部为瓷绝缘，里面注有变压器油。套管结构和特点如图1所示。

3 事故经过

事故前系统运行方式为：灵宝换流站的直流系统为热备用状态，换流变压器为充电状态。2005年4月30日20时54分，工作站事件列表显示：

(1)033B换流变电量保护动作。

(2)033B非电量保护动作。

(3)直流系统两侧交流开关跳闸。

033B换流变保护装置上显示：

(1)绕组差动动作。

(2)零序比例差动动作。

(3)换流变大差动作。

(4)换流变小差动作。

(5)重瓦斯动作。

(6)轻瓦斯报警。

(7)压力释放动作等报警信息。

现场对033B换流变检查发现C相换流变的压力释放阀冒油，033B换流变C相套管上端部储油柜发生移位，变压器箱盖、储油柜、联管及套管裙边均有油迹，由此判断换流变两套保护装置的上述保护正确动作。经分析故障录波图可知：C相接地故障;C相故障电流为3.39kA;C相故障电压为6.83lkV，故障持续时间70ms(3个半周波)。

将033B换流变C相从工作位拖出后，对330kV套管头部进行了检查。拆掉套管压盖后发现套管导电头部镀银层有严重氧化发黑现象，且固定螺栓已生锈并有残留水迹。将该套管从变压器本体拔出时，发现该套管的下瓷套全部碎裂脱落，并散落在换流变油箱内。套管电容芯体上、下锥体及圆柱体均有多处树枝状放电痕迹，且下锥体端部第三个电容屏间向外有严重炭化电弧通道，绝缘纸层绷开，观察后发现有两处放电击穿痕迹，033B换流变C相网侧高压套管放电后的情况如图2所示。

随后对全部033B换流变套管取油样进行分析，发现A相、B相均正常，C相有故障，性质为电弧放电。现场对033B换流变A、B相网侧高压套管顶部储油柜密封情况进行了检查，检查发现A相无异常，B相有水迹、锈迹和明显进水通道，如图3所示;换流变B相网侧高压套管进水通道如图4所示。同时，备用换流变套管进水已积满，如图5所示。经现场分析确认使用螺栓存在缺陷不符合要求，换流变套管需全部返厂进行改造处理。