淺談500kV 變電站兩種常見發(fā)熱情況及處理

肖秋

四川科銳得實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司四川蜀能電力有限公司電網(wǎng)運(yùn)維分公司 四川綿陽 621000

500kV 變電站設(shè)備的正常運(yùn)行直接關(guān)系著500kV 電網(wǎng)的穩(wěn)定，電氣設(shè)備除了自身質(zhì)量問題外，對長期運(yùn)行的電氣設(shè)備最大的威脅即各種因素引起的發(fā)熱甚至老化產(chǎn)生的問題。定期紅外普測尤為重要，定期紅外普測發(fā)現(xiàn)異常，再進(jìn)行精確測溫，能及時(shí)處理，從而使設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。500kV 變電站每兩周進(jìn)行一次紅外普測，精確測溫按電壓等級區(qū)分，500kV 設(shè)備1 月一次，220kV 設(shè)備3 月一次，35kV 及以下設(shè)備1 年一次。

1 紅外精測環(huán)境要求及操作方法

1.1 精確檢測要求

除滿足一般檢測環(huán)境要求外，還滿足以下要求：①風(fēng)速一般不大于1．5m/s；②設(shè)備通電時(shí)間不小于6h，最好在24h 以上；③戶外檢測期間天氣以陰天、夜間或晴天日落以后時(shí)段為佳，避開陽光直射；④被檢測設(shè)備周圍背景輻射均衡，盡量避開附近能影響檢測結(jié)果的熱輻射源所引起的反射干擾；⑤周圍無強(qiáng)電磁場影響。

1.2 精確檢測現(xiàn)場操作方法

在安全距離允許條件下，紅外熱像儀盡量靠近被測設(shè)備，使被測設(shè)備盡量充滿整個(gè)儀器的視場，必要時(shí)，應(yīng)使用中、長焦距鏡頭。操作方法和具體要求如下：

（1）宜事先選取2 個(gè)以上不同的檢測方向和角度，確定一最佳檢測位置并記錄，以供今后復(fù)測用，提高互比性和工作效率。

（2）正確選擇被測設(shè)備表面的輻射率，通常可參考DL/T664-2016 附錄D 選取。

（3）將環(huán)境溫度、相對濕度、測量距離等其他補(bǔ)償參數(shù)輸入，進(jìn)行必要的修正。

（4）發(fā)現(xiàn)設(shè)備可能存在溫度分部特征異常時(shí)，應(yīng)手動進(jìn)行溫度范圍及電平的調(diào)節(jié)，使異常設(shè)備或部位突出顯示。

（5）記錄被檢設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷電流、額定電流、運(yùn)行電壓及被檢物體溫度及環(huán)境溫度值，同時(shí)記錄熱像圖等。

2 紅外檢測診斷分析方法

在實(shí)際工作中紅外檢測診斷分析方法有：表面溫度判斷法、相對溫度判斷法、圖像特征判斷法、同類比較判斷法、綜合分析判斷法、實(shí)時(shí)分析判斷法[1]。

（1）表面溫度判斷法：主要使用于電流致熱型和電磁效應(yīng)致熱型設(shè)備。根據(jù)測得的設(shè)備表面溫度值，結(jié)合檢測時(shí)環(huán)境氣候條件、電流大小進(jìn)行分析判斷，來確定設(shè)備的熱缺陷。

（2）相對溫度判斷法：主要使用于電流致熱型設(shè)備，特別是對小負(fù)荷電流致熱型設(shè)備，采用相對溫差判斷法，可提高對設(shè)備缺陷類型判斷的準(zhǔn)確性，降低當(dāng)運(yùn)行電流較小時(shí)設(shè)備缺陷的漏判率。

（3）圖像特征判斷法：主要使用于電壓致熱型設(shè)備。根據(jù)同類設(shè)備的正常狀態(tài)和異常狀態(tài)的熱像圖，判斷設(shè)備是否正常。

（4）同類比較判斷法：根據(jù)同組三相設(shè)備、同相設(shè)備之間同類設(shè)備之間對應(yīng)部位的表面溫差進(jìn)行分析判斷。

（5）綜合分析判斷法：主要使用于綜合致熱型設(shè)備。對于油浸式套管、電流互感器等綜合致熱型設(shè)備，當(dāng)缺陷由兩種或者兩種以上因素引起的，應(yīng)根據(jù)運(yùn)行電流、發(fā)熱部位和性質(zhì)，結(jié)合前四種判斷法，進(jìn)行綜合分析判斷。

（6）實(shí)時(shí)分析判斷法：在一段時(shí)間內(nèi)讓紅外熱像儀連續(xù)檢測，觀察、記錄設(shè)備溫度隨負(fù)載、時(shí)間等因素的變化，并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析判斷。

3 缺陷類型的確定及處理

紅外檢測發(fā)現(xiàn)設(shè)備過熱缺陷應(yīng)納入設(shè)備缺陷管理，按照設(shè)備缺陷管理流程處理。根據(jù)過熱缺陷對設(shè)備運(yùn)行的影響程度，分為三個(gè)等級：

（1）一般缺陷：當(dāng)設(shè)備存在過熱，不會引起設(shè)備故障，一般僅做記錄，可利用停電檢修機(jī)會，有計(jì)劃地安排試驗(yàn)檢修，消除缺陷。

（2）嚴(yán)重缺陷：當(dāng)設(shè)備存在過熱，程度較嚴(yán)重，應(yīng)早作計(jì)劃，安排處理。未消缺期間，對電流致熱型設(shè)備，應(yīng)有措施，必要時(shí)可限負(fù)荷運(yùn)行；對于電壓致熱型設(shè)備，應(yīng)加強(qiáng)檢測，缺陷性質(zhì)確認(rèn)后，安排計(jì)劃消缺。

（3）緊急缺陷：當(dāng)電流致熱型設(shè)備熱點(diǎn)溫度超過附錄G 規(guī)定的允許限值溫度時(shí)，應(yīng)立即安排設(shè)備消缺處理，或設(shè)備帶負(fù)荷限值運(yùn)行；對于電壓致熱型設(shè)備缺陷明顯嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)立即消缺或退出運(yùn)行，必要時(shí)，可安排其他試驗(yàn)手段進(jìn)行確診，并處理解決。電壓致熱型設(shè)備的缺陷宜納入嚴(yán)重及以上缺陷管理[2]。

4 異常事件分析

最近兩年運(yùn)維班的一座運(yùn)行十年的變電站，設(shè)備發(fā)熱異常尤為突出，下面就分別對電流致熱型、電壓致熱型異常進(jìn)行舉例分析。

4.1 500kV 昭化變電站#1 主變3016、#2 主變3026 刀閘發(fā)熱

4.1.1 基本情況

昭化站35kV 隔離開關(guān)為湖南長高高壓開關(guān)集團(tuán)股份公司，GW4D-40．5 ⅡDW/4000A 型隔離開關(guān)。異常發(fā)生前昭化站全站按照標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行方式運(yùn)行，AVC 自動控制，35kV#1-1、#1-2、#2-1、#2-2 電抗器運(yùn)行，現(xiàn)場無檢修工作。

4.1.2 異常發(fā)生簡要經(jīng)過及缺陷定性分析

2020 年3 月18 日23：00，昭化站運(yùn)維人員巡視測溫時(shí)發(fā)現(xiàn)#1 主變3016 刀閘A 相發(fā)熱，達(dá)到137℃，測溫情況為：

環(huán)境溫度：16℃ 負(fù)荷：120MVar A 相 B 相 C 相溫度 137℃ 32.8℃ 25.9℃電流 1931A 1932A 1930A

根據(jù)《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》（DL/T664-2016），電流致熱導(dǎo)線設(shè)備，130℃≦熱點(diǎn)溫度，構(gòu)成危急缺陷。

#1 主變3016 刀閘A 相

#2 主變3026 刀閘B 相發(fā)熱，達(dá)到271．2℃，測溫情況為：

環(huán)境溫度：16℃ 負(fù)荷：120MVar A 相 B 相 C 相溫度 58.4℃ 271.2℃ 52℃電流 1928A 1931A 1930A

根據(jù)《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》（DL/T664-2016），電流致熱導(dǎo)線設(shè)備，130℃≦熱點(diǎn)溫度，構(gòu)成危急缺陷。

#2 主變3026 刀閘B 相

4.1.3 跟蹤情況及處理

隨后運(yùn)維人員將發(fā)熱情況向分部專責(zé)、生產(chǎn)運(yùn)行指揮中心進(jìn)行了匯報(bào)，聯(lián)系省調(diào)監(jiān)控將AVC 退出，退出后拉開35kV#1-2、#2-2 電抗器開關(guān)熱備用。將該情況匯報(bào)了省調(diào)值班調(diào)度、生產(chǎn)運(yùn)行指揮中心、分部管理人員。

在35kV#1-2、#2-2 電抗器退出后40 分鐘測溫，#1 主變3016刀閘A 相溫度為51℃，#2 主變3026 刀閘B 相溫度為84℃。

為保證電壓在合格范圍，3 月19 日運(yùn)維人員申請將AVC 投入自動控制，閉鎖35kV#1-2、#2-2 電抗器，35kV#1-2、#2-2 電容器在分閘位置。

3 月19 日在對#2 主變3026 刀閘B 相測溫時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度有上升趨勢，按照分部要求每日對3016、3026 刀閘進(jìn)行每日不小于3 次的測溫。

#1 主變3016 刀閘A 相、#2 主變3026 刀閘B 相跟蹤測溫表

綿陽分部及時(shí)將相關(guān)情況向公司運(yùn)檢部匯報(bào)，持續(xù)跟蹤發(fā)熱情況，組織人員現(xiàn)場查勘及商討方案后，于3 月27 日、28 日分別臨停#1、#2 主變予以處理。

4.2 500kV 昭化變電站220kV 昭孚線線路CVT 溫度異常發(fā)熱

4.2.1 基本情況

220kV 昭林一線線路CVT 于2020 年01 月14 日投運(yùn)，為西安西電電力電容器有限責(zé)任公司生產(chǎn)的TYD220/ √3-0．005H 型電壓互感器。2020 年05 月23 日線路停電，將220kV 昭林一線π 接至220kV 中孚變電站。異常前220kV 部分運(yùn)行方式：220kV為雙母雙分段接線方式，為標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行方式，單號開關(guān)上Ⅰ、Ⅲ母運(yùn)行，雙號開關(guān)上Ⅱ、Ⅳ母運(yùn)行；母聯(lián)212、234 開關(guān)、分段213、224開關(guān)分別聯(lián)絡(luò)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ母運(yùn)行，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ母PT 運(yùn)行。

4.2.2 異常發(fā)生簡要經(jīng)過

2020 年05 月28 日14 時(shí)11 分，220kV 昭孚線送電操作結(jié)束，該線路進(jìn)入試運(yùn)行，05 月28 日21 時(shí)01 分，運(yùn)維人員對220kV昭孚線進(jìn)行紅外測溫，發(fā)現(xiàn)線路CVT A 相33．9℃、B 相27．2℃、C 相33．7℃。

根據(jù)《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》（DL/T664-2016），電壓致熱導(dǎo)線設(shè)備，溫差大于2-3K，構(gòu)成嚴(yán)重及以上缺陷。

4.2.3 跟蹤情況及處理

2020 年05 月28 日21 時(shí)11 分，運(yùn)維人員將該情況匯報(bào)綿陽檢修班，檢修人員要求檢查油位，現(xiàn)場人員對CVT 油位及CVT 二次電壓進(jìn)行檢查均未發(fā)現(xiàn)異常。檢修人員要求加強(qiáng)監(jiān)視，在不同環(huán)溫的情況下檢查溫度有無變化。

CVT 跟蹤測溫

2020 年05 月30 日檢修人員到站檢查，并將現(xiàn)場檢查情況向廠家反饋，廠家分析B 相溫度異常，本產(chǎn)品中阻尼器采用速飽和阻尼器，同時(shí)還加有電阻阻尼，電阻阻尼一直處于工作狀態(tài)，溫升略高，B 相產(chǎn)品中可能電阻阻尼接線有誤，未接入，導(dǎo)致溫度偏低。電阻阻尼作用，在系統(tǒng)合閘時(shí)，CVT 內(nèi)部會產(chǎn)生鐵磁諧振，阻尼器在0．5s內(nèi)能快速抑制鐵磁諧振，速飽和阻尼器對低幅值、高分次頻的鐵磁諧振的阻尼效果不是很好，阻尼時(shí)間約達(dá)幾分鐘，電阻阻尼就是對這種諧振進(jìn)行阻尼，使阻尼效果更加可靠。若CVT 內(nèi)部會產(chǎn)生鐵磁諧振可能造成220kV 昭孚線被迫停運(yùn)。隨后運(yùn)維人員加強(qiáng)對220kV昭孚線線路CVT 溫度跟蹤，綿陽分部聯(lián)系建管處理。

在實(shí)際工作中遇到多數(shù)為電流致熱型異常，電壓致熱型異常很少遇見，引起電氣設(shè)備發(fā)熱的原因很多，大部分發(fā)熱即為回路電阻損耗增大引起發(fā)熱，而且溫度都較高，可以直接從紅外測溫儀顯示上識別，平時(shí)工作中發(fā)現(xiàn)的也基本上只有這些缺陷，因?yàn)楹苌偈褂密浖治觯渌毕菀话銣厣停呛茈y通過紅外測溫儀直接觀察出來，看上去基本上是一個(gè)顏色[3]。

5 結(jié)語

通過異常事件得出的結(jié)論，在平常工作中紅外普測發(fā)現(xiàn)的異常發(fā)熱情況，及時(shí)進(jìn)行人工精測，并按照發(fā)熱設(shè)備類型對照DL/T664-2016 文件，對缺陷類型及性質(zhì)進(jìn)行定性，及時(shí)進(jìn)行處理，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行．