玉田水電站10 kV室開關柜發熱原因分析及處理

米宏昌

（中廣核玉田能源發展有限公司，四川甘洛616850）

玉田水電站10 kV室開關柜發熱原因分析及處理

米宏昌

（中廣核玉田能源發展有限公司，四川甘洛616850）

開關柜在電力系統的輸送和分配中起著至關重要的作用，而多數開關柜安裝在封閉的室內，由于生產材料和安裝工藝等因素，開關柜發熱在所難免。本文針對玉田電站開關柜運行長期發熱的現象，分析了開關柜發熱的原因和實際運行中的處理措施及處理后的效果，對同類型開關柜發熱處理具有借鑒意義。

開關柜；發熱；原因

0 概述

隨著科技的發展進步，很多戶外式高壓開關改為戶內。戶內高壓開關具有維護簡單，使用壽命延長，節約空間等多重優點，然而，多數戶內高壓開關建造在封閉的室內，由于生產工藝和安裝工藝等多重因素，導致開關柜發熱嚴重。長期處于高熱環境的二次接線和包裝絕緣老化速度加快，嚴重影響運行安全，存在較大的安全隱患。如何避免和消除高壓開關柜嚴重發熱成為必須攻克的難題。

1 電站10 kV室開關柜情況介紹

玉田水電站裝機容量3×31 MW，機組出口采用兩段封閉式共箱母線引至升壓站。1F、2F由10 kVⅠ段母線引至1B主變，3F由10 kVⅡ段母線引至2B主變。自2013年1月18日投產以來，高負荷運行時發現10 kV室共箱母線振動聲音異常，開關柜、機組出口PT柜、進線及勵磁PT柜溫度異常升高，最高柜體溫度可達58℃。停運后開箱檢查，發現多處絕緣撐桿處螺栓松動，經維護人員緊固后，共箱母線振動明顯減小，但10 kV柜體溫度還是較高。緊固后運行不到一周左右，共箱母線振動又加劇。

2 開關柜發熱原因分析

可能的發熱源有兩個，①本身大電流的共箱母線，②開關柜體。由于共箱母線采用的是電導率差的鋁質材料，熱動力穩定性較差，再加上振動異常加劇，共箱母線外殼又是全封閉式的，不利于散熱，導致溫度升高。

待共箱母線振動消除后，溫度異常較高的是進線及勵磁PT柜、開關柜、機組出口PT柜，而共箱母線外殼溫度趨近于室溫，說明發熱源不是共箱母線，而在進線及勵磁PT柜、開關柜、機組出口PT柜內。據初步分析，柜內易形成過熱故障的部位如下：①10 kV側的母排、開關都是設置于開關柜狹小的空間內，母排為增加絕緣往往使用絕緣熱縮套管，如母排銅質不過關或連接點不緊固會造成接觸電阻增大；②開關柜隔離手車的靜、動觸頭咬合不緊、接觸不良形成相應的空隙，電流在此處形成局部放電，劇烈發熱升溫，運行中發生此類熱故障的概率較高；③柜內電流互感器（CT）采用全密封環氧樹脂澆注式結構，該結構一次繞組及鐵心散熱效果均較差，且在大電流回路中一般會增加兩個連接接頭發熱源，導致大電流運行時內部CT發熱問題嚴重。

再者，開關柜的柜門采用的是全金屬封閉外殼，這大大約束了開關柜熱量排出效率。這些易過熱部位發出的熱量得不到有效疏散，導致柜內溫度升高。

還有可能原因為柜體渦流發熱。高壓開關柜內部結構設計及材料組合選擇不當，大電流母排穿越開關柜擋板，若擋板采用圓形導磁鋼質材料，則大電流會在鋼質的擋板形成渦流，渦流損耗發熱會導致嚴重的異常升溫。

3 處理措施

（1）消除共箱母線的振動。經過與共箱母線廠家技術專家一致協商和同意，在共箱母線原有絕緣撐桿之間增加一組金屬卡片，用來卡緊三條鋁排。如圖1所示。

圖1 10 kV共箱母線

（2）增加局部風冷，在發熱特別厲害的機組出口開關柜、機組出口PT柜、進線及勵磁PT柜的下方柜門處增加排風扇，如圖2所示。

圖2 10 kV室開關柜體

（3）加強10 kV開關室通風。采用內墻3臺2.2 kW的大功率風機向外抽風，外墻3臺2.2 kW的大功率風機向內送風，這樣形成空氣對流，帶走發熱量。如圖3所示。

（4）針對共箱母線溫度自開關室至機組出口遞減的情況，在開關室的下方至機組段共箱母線上蓋板采用打成針孔網狀形式，增大共箱母線的散熱。

圖3 風機

（5）切斷渦流。在母線穿過開關柜的擋板處開一條縫，打破圓形以達到切斷渦流，或者擋板換成導磁率低的材質。考慮到經濟和工期等多方面原因，我站采用的是開縫切斷圓形鋼質擋板，切斷渦流。

（6）最重要一點就是平時運行加強監視，特別是高負荷環境溫度高的夏季。采取一天三輪班，每輪班測一次10 kV室柜體溫度，遇到突然增加到高負荷運行時還需特別測量一次。

4 總結

自增加絕緣撐塊后，消除了共箱母線振動異常，排除了發熱源位于大電流共箱母線鋁排的可能，證實了發熱源處于開關柜內。通過以上對10 kV室通風和柜體的改造，10 kV室內開關柜、機組出口PT柜、進線及勵磁PT柜溫度得到了有效控制，溫升在規定范圍內。說明找對了發熱源，改造措施具有明顯成效，對同類型10 kV室內開關柜發熱處理具有借鑒意義。

[1]童春祖，李繼發.高壓開關柜發熱原因及措施分析[J].河南科技，2014（06）.

[2]劉立燦.大電流開關柜發熱故障的原因分析和處理[J].電工技術，2013(11).

TM591

B

1672-5387（2017）02-0032-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.02.011

2015-07-24

米宏昌（1987-），男，技術員，從事水電站運營維護管理工作。