35kV 配電裝置的接地網(wǎng)發(fā)熱原因分析及處理

文/史梁文喆 史俊

1 前言

云南電網(wǎng)公司有限責(zé)任公司一個500kV變電站投運(yùn)于2006年12月，到2007年年底，共投運(yùn)9 組并聯(lián)電抗器，均為并聯(lián)干式空心電抗器。投運(yùn)后發(fā)現(xiàn)，電抗器支持絕緣子的接地引下線及附近接地網(wǎng)發(fā)熱，經(jīng)測定達(dá)到80 至90oC，通過測量接地引下線上的電流，最大電流達(dá)165A，這不僅造成了能量損失、還會導(dǎo)致接地體銹蝕，到目前為止，共造成電抗器引流線斷股三次，嚴(yán)重危及著電抗器的安全運(yùn)行。

2 發(fā)熱構(gòu)成因素

電抗器的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個通電螺旋管，通電后電抗器將在其周圍產(chǎn)生強(qiáng)烈的磁場，磁場穿過閉合線圈將產(chǎn)生的感生電流，電抗器同時處在一個變化的磁場內(nèi)又將產(chǎn)生渦流。在環(huán)流和渦流的共同作用下，電抗器損耗增加，同時也改變了電抗器磁場的分布，也對電抗器的參數(shù)造成影響。

3 35kV配電裝置運(yùn)行情況：

35kV 配電裝置共分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三段母線，分段運(yùn)行，Ⅰ段母線上帶1-1L、1-2L、1-3L電抗器及母線設(shè)備；Ⅱ段母線上帶2-1L、2-2L、2-3L 電抗器、#1 站用變及母線設(shè)備；Ⅲ段母線3-1L、3-2L、3-3L 電抗器、#2 站用變及母線設(shè)備。

運(yùn)行中檢查發(fā)現(xiàn)35kV 共Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三段母線上所帶電抗器的接地引下線運(yùn)行溫度異常，最高溫度達(dá)80°C。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)：1-2L、1-3L 、2-2 L、2-3 L、3-2L、3-3L 電抗器的雙接地存在閉合問題，1-1L、2 -1L、L3-1L 雙接地正常，運(yùn)行中的1-2L、1-3L 、2-2 L、2-3 L電抗器由于接地引下線與地網(wǎng)構(gòu)成閉合，電抗器產(chǎn)生的磁通穿過閉合的接地裝置，產(chǎn)生了感生電流，現(xiàn)場采用鉗形電流表進(jìn)行測試，接地引下線上的感生電流最高達(dá)165A 左右，屬于異常狀態(tài)。向相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)匯報后將2-2 L、2-3 L的閉合接地改為開路接地 。但由于水平接地網(wǎng)屬于扁鋼接地，還需要進(jìn)一步進(jìn)行改造。

4 檢查情況

1-2L、1-3L 、2-2、2-3 L、3-2L、3-3L 電抗器存在接地閉合現(xiàn)象，1-1L、2 -1L、L3-1L電抗器上接地正常。

在安裝電抗器的場地附近的接地網(wǎng)上，由于存在接地閉合問題，在附近的接地網(wǎng)上存在感生電流，由于設(shè)備構(gòu)架的接地都是雙接地，雙接地的接地點(diǎn)和地網(wǎng)上的不同點(diǎn)進(jìn)行了連接，通過接地網(wǎng)構(gòu)成了一個閉合的回路，導(dǎo)致電流產(chǎn)生。

5 發(fā)熱現(xiàn)象分析

5.1 電抗器絕緣支柱情況

如圖1所示：500 kV 墨江變電站35 kV并聯(lián)電抗器三相品字形布置，每相由8 根玻璃鋼絕緣支柱支撐，8 根玻璃鋼絕緣支柱絕緣子通過7 根扁鋼相互連接，再通過點(diǎn)“1”和點(diǎn)“2”和水平接地網(wǎng)連接，“1”和點(diǎn)“2”之間水平通過接地網(wǎng)閉合，產(chǎn)生的電流流過“1”和點(diǎn)“2”之間的扁鋼，將“2”下面開挖，使用鉗形電流表測試電流，電流達(dá)到165A，溫度達(dá)到85oC，附近的電流互感器及斷路器構(gòu)架，由于兩點(diǎn)接地，上面的電流最大達(dá)到60 多安，水平接地帶扁鋼由于環(huán)接，構(gòu)成很多閉合回路，并產(chǎn)生電流，造成水平接地帶產(chǎn)生不均勻的發(fā)熱現(xiàn)象。

6 改進(jìn)措施

處理方法如圖2所示。

（1）針對兩個接地點(diǎn)通過地網(wǎng)的水平接地帶閉合的問題，處理時將“4”號連接扁鋼斷開，絕緣支柱底部金屬法蘭“1” “2” “3”通過其中一個接地引下線進(jìn)行接地，“4” “5” “6” “7”絕緣支柱底部金屬法蘭通過其中另外一個接地引下線進(jìn)行接地，(絕緣支柱上部金屬法蘭在絕緣支柱內(nèi)部使用了鋼芯鋁絞線連接到底部金屬法蘭)，這樣就解決了接地閉合的問題，但是整個接地網(wǎng)存在的水平接地帶“閉合“問題還是會導(dǎo)致感生電流的產(chǎn)生。

（2）根據(jù)發(fā)熱現(xiàn)象分析得出的結(jié)論，處于交變磁場中的接地體為了避免渦流所導(dǎo)致的發(fā)熱現(xiàn)象，應(yīng)使用導(dǎo)電的非鐵磁性材料(如銅、鋁材料等)，建議：

圖1

圖2

1.電抗器與接地網(wǎng)連接的扁鋼更換為銅帶進(jìn)行連接；

2.將35kV 配電裝置的接地裝置進(jìn)行改造，取消原來的扁鋼水平接地帶，使用銅進(jìn)行水平接地帶進(jìn)行改造。

7 結(jié)束語

由于電抗器附近交變磁場的影響，使得位于電抗器磁場中的扁鋼接地帶導(dǎo)體中由于磁通穿過閉合的接地帶而感生電流即渦流，在扁鋼接地的水平接地帶中造成發(fā)熱，在干式空芯電抗器的設(shè)計(jì)和安裝過程中除了要考慮環(huán)流的影響，還要考慮渦流的影響，應(yīng)當(dāng)注意接地材料的選用并采取一定的措施，避免此類問題的發(fā)生。