主變中性點(diǎn)套管接頭過(guò)熱的原因分析及處理

吳 鑫，李 劍，盧賓文

(安徽華電宿州發(fā)電有限公司，安徽 宿州 234000)

主變中性點(diǎn)套管接頭過(guò)熱的原因分析及處理

吳 鑫，李 劍，盧賓文

(安徽華電宿州發(fā)電有限公司，安徽 宿州 234000)

介紹了一起500 kV主變中性點(diǎn)套管接頭過(guò)熱故障及臨時(shí)應(yīng)對(duì)措施;結(jié)合中性點(diǎn)套管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析了中性點(diǎn)套管接頭過(guò)熱的原因，并提出了針對(duì)性的改進(jìn)措施;同時(shí)結(jié)合故障實(shí)例，從設(shè)備安裝、中性點(diǎn)回路檢修、定期試驗(yàn)、驗(yàn)收檢查等方面提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，消除了隱患，提高了主變可靠性。

主變壓器;中性點(diǎn)套管；套管接線端子；引線線夾；過(guò)熱故障

0 引言

電力變壓器中性點(diǎn)的接地方式一般有3種：不接地、經(jīng)消弧線圈接地、直接接地。

對(duì)于不接地方式，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，三相系統(tǒng)的對(duì)稱性不被破壞，系統(tǒng)可以正常運(yùn)行；但非接地相的對(duì)地電壓會(huì)相應(yīng)升高，影響絕緣性能，不可以長(zhǎng)期運(yùn)行。

當(dāng)系統(tǒng)容量大、線路較長(zhǎng)時(shí)，接地電弧不能自行熄滅，為了防止電弧過(guò)電壓，采用經(jīng)消弧線圈接地的方式。該方式下，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，消弧線圈中的感應(yīng)電流能夠補(bǔ)償單相接地的電容電流。

我國(guó)110 kV及以上電網(wǎng)一般采用大電流接地方式或中性點(diǎn)有效接地方式，中性點(diǎn)電位固定為地電位。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相電壓升高不會(huì)超過(guò)1.4倍運(yùn)行相電壓；暫態(tài)過(guò)電壓也處于較低水平；故障電流很大，繼電保護(hù)能迅速動(dòng)作于跳閘，切除故障，系統(tǒng)設(shè)備承受過(guò)電壓時(shí)間較短。因此，大電流接地系統(tǒng)可使整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備絕緣要求降低，從而降低設(shè)備絕緣的費(fèi)用。

1 主變運(yùn)行狀態(tài)

某火力發(fā)電廠配置2×630 MW機(jī)組，其中500 kV主變由常州東芝變壓器有限公司生產(chǎn)，冷卻方式為強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷，調(diào)壓方式為無(wú)載調(diào)壓，額定容量3×240 MVA(繞組平均溫升65 ℃時(shí))，額定電壓525/3±2×2.5 %/20 kV，變壓器聯(lián)接組標(biāo)號(hào)為Yn，d11。端子連接方式：高壓側(cè)出線為500 kV架空線，低壓側(cè)為20 kV離相封閉母線。每相變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)套管通過(guò)架空軟導(dǎo)線引線線夾連接至匯流母線，再通過(guò)該母線直接接地，構(gòu)成中性點(diǎn)回路。變壓器各相輸出電流依靠中性點(diǎn)構(gòu)成回路，即中性點(diǎn)回路正常運(yùn)行時(shí)流過(guò)與變壓器一次電源相同的回路電流。

2 故障情況及應(yīng)對(duì)措施

2015-07-03T15：10，2號(hào)機(jī)組負(fù)荷474 MW，2號(hào)主變高壓側(cè)電流約502 A。精密點(diǎn)檢人員對(duì)2號(hào)主變進(jìn)行紅外熱成像檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)2號(hào)主變A，B，C三相中性點(diǎn)套管接頭溫度分別為48.3 ℃，46.7 ℃，80.1 ℃，環(huán)境溫度為35 ℃。對(duì)2號(hào)主變2C相中性點(diǎn)套管進(jìn)行近距離測(cè)試，發(fā)現(xiàn)發(fā)熱部位為2C相中性點(diǎn)套管接線端子與引線線夾連接處。

2015-07-04，對(duì)2號(hào)主變A，B，C三相中性點(diǎn)套管接頭發(fā)熱部位進(jìn)行跟蹤紅外檢測(cè)，結(jié)果如表1所示。按照DL/T 664—2008《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》的規(guī)定:“金屬部件與金屬部件的連接接頭溫度大于90 ℃或相對(duì)溫差大于80 %為嚴(yán)重缺陷”，將此處過(guò)熱判斷為電流致熱型缺陷，且接近嚴(yán)重缺陷。此時(shí)2號(hào)主變臨近停機(jī)檢修，且2C主變中性點(diǎn)套管接頭外觀無(wú)明顯變化，決定在停機(jī)前暫不處理，先監(jiān)督其運(yùn)行，并采取了以下措施。

表1 中性點(diǎn)套管發(fā)熱部位紅外檢測(cè)數(shù)據(jù)

(1) 發(fā)電部交接班后對(duì)發(fā)熱部位進(jìn)行1次紅外檢測(cè)，機(jī)組帶75 %及以上負(fù)荷時(shí)每2 h對(duì)該部位檢測(cè)1次。

(2) 電氣維護(hù)部應(yīng)每天對(duì)發(fā)熱部位進(jìn)行1次紅外檢測(cè)，機(jī)組帶75 %及以上負(fù)荷時(shí)每2 h對(duì)該部位檢測(cè)1次。

(3) 確保發(fā)熱部位溫度不超過(guò)90 ℃，若超過(guò)則降低負(fù)荷，待發(fā)熱部位降至規(guī)定溫度以下后再正常升負(fù)荷運(yùn)行。

(4) 生技部電氣專業(yè)組每天跟蹤、分析紅外檢測(cè)數(shù)據(jù)。

(5) 使用壓縮空氣冷卻發(fā)熱點(diǎn)。

2015-07-28T08：30，2號(hào)機(jī)組負(fù)荷570 MW，對(duì)2號(hào)主變高壓側(cè)中性點(diǎn)套管接頭進(jìn)行紅外檢測(cè)，環(huán)境溫度45 ℃。同一部位B相最高52.53 ℃，A相最低45.92 ℃，溫差為6.61 ℃，原溫度最高的2C相降至46 ℃。至2015-09-02計(jì)劃停機(jī)前主變2C相發(fā)熱部位溫度均穩(wěn)定在60 ℃以下。

3 故障原因分析

該主變高壓中性點(diǎn)套管型號(hào)為BRLW-63/ 1250-4，為電容型穿纜式套管。通過(guò)紅外成像檢測(cè)到溫度最高點(diǎn)在套管接線端子與引線線夾的連接部位。針對(duì)該種類型套管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析判斷發(fā)熱的原因可能有以下幾點(diǎn)：

(1) 套管接線端子與外部引線線夾連接處松動(dòng)；

(2) 中性點(diǎn)引線穿纜碰到銅管；

(3) 套管接線端子與穿纜連接松動(dòng)。

在2號(hào)機(jī)組停機(jī)檢修過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)2C主變中性點(diǎn)套管引線線夾有1個(gè)螺栓缺少平墊片，另一側(cè)缺少?gòu)椈蓧|片，壓接不實(shí)。因此，判斷導(dǎo)致接頭過(guò)熱的具體原因?yàn)椋?C主變中性點(diǎn)套管接線端子與引線線夾壓接不緊，局部松動(dòng)使接觸電阻增大，引起發(fā)熱；發(fā)熱使接觸面不斷氧化，使接觸電阻進(jìn)一步增大，發(fā)熱增加；溫度升高又進(jìn)一步促使接觸面氧化。如此惡性循環(huán)導(dǎo)致了該缺陷的發(fā)生。

經(jīng)調(diào)閱檔案，發(fā)現(xiàn)上次大修時(shí)，2號(hào)機(jī)組對(duì)引線線夾進(jìn)行了拆裝，檢修后進(jìn)行了外觀檢查，如引線線夾外部有無(wú)損傷、連接螺栓是否齊全緊固、表面是否臟污等，但未發(fā)現(xiàn)引線線夾與套管接線端子接觸不良的現(xiàn)象，留下了隱患。

同時(shí)，在2號(hào)機(jī)組停運(yùn)期間又由于隱患排查不到位，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)引線線夾松動(dòng)、接觸不良的隱患，從而沒有及時(shí)對(duì)此部位螺栓進(jìn)行檢查緊固。

4 故障處理與預(yù)防措施

根據(jù)以上分析可知，主變2C相中性點(diǎn)套管接頭發(fā)熱是由于引線線夾與套管接線端子連接螺栓缺少?gòu)椈蓧|片，使2者未能壓緊所致。在停機(jī)檢修時(shí)，補(bǔ)充了平墊片和彈簧墊片，將接觸面用金相砂紙打磨后涂導(dǎo)電膏壓緊，并經(jīng)過(guò)主變直流電阻測(cè)試合格后再投運(yùn)。經(jīng)處理后，主變2C相中性點(diǎn)套管接頭溫度一直保持正常。

為避免此類缺陷再次發(fā)生，應(yīng)做好以下工作：

(1) 在設(shè)備安裝、檢修過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行必要的回路直流電阻測(cè)試；

(2) 完善定期維護(hù)工作，每次機(jī)組啟動(dòng)前對(duì)此部位進(jìn)行緊固，防止長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象；

(3) 驗(yàn)收人員除了進(jìn)行外觀檢查外，更應(yīng)重視測(cè)試數(shù)據(jù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)；

(4) 加強(qiáng)運(yùn)行中，特別是高負(fù)荷運(yùn)行期間對(duì)設(shè)備的紅外檢測(cè)工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

主變是電力生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，它的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)電力安全生產(chǎn)有著重要作用。結(jié)合實(shí)際故障案例，闡述了主變中性點(diǎn)套管過(guò)熱的常見原因及其處理措施，通過(guò)技術(shù)和管理改進(jìn)提高了主變可靠性，可為其他發(fā)電企業(yè)提供參考。

1 中國(guó)人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì).DL/T 664—2008帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范[S].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

2 曹飛翔，李友忠.一起220 kV變壓器套管接頭發(fā)熱問(wèn)題的分析及處理[J].變壓器，2009，46(10)：58-62.

2017-01-06。

吳 鑫(1987—)，男，助理工程師，主要從事電氣一次方面的工作，email：703324317@qq.com。

李 劍(1976—)，男，助理工程師，主要從事設(shè)備精密診斷、電控等工作。

盧賓文(1985—)，男，助理工程師，主要從事設(shè)備精密診斷、電控等工作。