高压开关柜实际温升超标原因分析
35KV开关柜的实际温升原因及发热解决措施
35KV开关柜的实际温升原因及发热解决措施摘要:35KV抽屉式开关柜由于具有继电保护动作可靠、运行维护简单方便等优点被广泛应用于发电厂、变电所以及大型企业供配电所内。
本文在对35KV 开关柜在实际运行过程中容易发生触头发热温升的危害及原因进行认真分析总结后,结合自己多年的知识学习和变配电运行经验,针对开关柜触头发热故障提出一些安全有效的预防和综合处理措施,充分发挥开关柜的电气性能,提高供电可靠性和电能质量水平。
关键词:35KV开关柜发热故障在线监测手车式开关柜是35KV变配电所中电能分配调度的重要载体,是保证电网高效经济供电的重要电气设备之一。
但同时在实际的运行维护工作中发现,由于开关柜可移动的触头结构,容易出现开关触头接触面不能有效接触、操作弹簧电气性能下降等现象造成开关柜发热故障,大大降低开关柜的综合电气性能[1]。
因此,在日常检修运行过程中,结合开关柜运行原理及结构对造成手车式开关柜触头发热的原因进行归纳总结,并有针对性的制定相应的检修维护制度和方案,提高开关柜供配电可靠性水平保障工农业高效经济的生产,具有相当大的工程实际意义。
1、35KV开关柜触头发热危害35KV手车式开关柜是在总结传统固定式开关柜的优缺点后,通过机械机构优化形成的一种改良供配电开关设备,是电网或电网与用户间电能联接的直接纽带。
开关柜触头发热温升现象是个渐变的恶性循环过程,在触头发热安全隐患过程时,很难用普通的检测仪器进行检测,容易造成开关柜带病运行,开关柜内各元件在持续的温升效应影响下,其电气性能急剧降低,逐步由隐患转变成发热温升事故[2]。
当手车式开关柜出现触头接触不良、触头松动、操作弹簧动作灵敏度下降以及外部运行环境变恶劣等情况时,就会导致开关柜的触头或对应的联接部件发生严重的温升现象,超过环境温度40℃以上。
开关柜内复杂恶化的电磁环境,加上持续的电流热效应就会加快开关元件发热部件的氧化速度,使得开关柜导电能力和绝缘水平急剧下降,导致开关柜绝缘套管发生绝缘击穿、操作弹簧拒动或误动、电流互感器爆炸、开关柜触头烧毁等严重事故。
高压开关柜温升问题分析及解决方案探讨
高压开关柜温升问题分析及解决方案探讨摘要:高压开关柜经常因为温度过高而产生运行上的问题,所以其温升问题对改善改善高压开关柜的性能非常重要。
本文对高压开关柜中温升问题进行分析和解决,希望对其结构和运行方面进行相关的改进,以提高对温升问题的预防效果。
关键词:高压开关柜;温升问题;解决方案前言在电力系统中,开关柜起到了非常重要的作用,决定了用户用电的质量和水平,能够保证用户用电的稳定性。
高压开关柜的温升作用能够衡量高压开关柜是否能够稳定运行,对高压开关柜的发展具有十分重要的作用。
开关柜在进行柜体的设计的过程中需要对内部进行间隔防护措施,并且要求有良好的散热,由于实施过程较为困难,所以容易引起一定的问题。
对于大电流中置柜,在运行过程中需要对散热问题设计良好的解决方案,否则会引起高压开关柜主体设备的老化,缩短了高压开关柜的使用寿命,引起停电事故的发生。
1温升原理简述温升原理主要是在热平衡原理的基础上发展起来的,开关设备在进行发热和散热的过程中经常会出现温升现象。
高压电器通常会产生一定的热量,热量来源包括以下几个方面:首先,电流通过导体的过程中会使电阻损失,由于电阻的热效应而产生热量。
其次,高压电器中的铁磁体由于产生涡流和磁滞损耗而放热。
最后,交流绝缘体内由于介质的存在,在损耗介质的过程中产生热量。
因此,在寻找减少高压电器运行过程中热量损耗的途径时,应该从电阻损耗的降低和涡流、磁滞损耗两方面进行。
根据电流通过载流回路产生的电阻损耗公式可得:[W] (1)在这个公式中,表示附加损耗系数;I表示导体中流过的有效电流;R表示载流回路中的有效电阻,表示回路导体直流电阻,表示电接触电阻,这两部分电阻共同组成了载流回路电阻R。
和的计算公式如下所示:[Ω](2)[Ω](3)通过对式(2)的分析,、分别代表导体材料电阻率和导体材料温度系数,L表示导体长度,A表示导体截面积。
对式(3)进行分析,k表示接触材料和接触面积相关的参数;F表示接触压力;m表示接触形式决定的系数。
高压开关柜实际温升超标的原因与对策探讨
高压开关柜实际温升超标的原因与对策探讨摘要:随着我国科技的发展与成熟,电网事业取得了很好的成果,一些电网相关技术预计设备也得到了一定程度上的提升,高压开关柜的应用得到普及,但一些问题随之而来,影响开关柜的正常运行。
高压开关柜因其密闭性,使得在使用时会出现实际温升严重超标的现象,设备性能遭到损害,影响设备的安全稳定运行,对城市乡镇的供电情况造成不必要的影响。
因此,该文将剖析开关柜的实际温升超标原因并提出一些应对对策,促进电网事业的发展与进步。
关键词:开关柜;实际温升;超标;对策探讨现阶段,我国在电网事业方面投入了很多的高压开关柜,促进了电网事业的发展,但相关设备主要是以封闭式的结构为主,散热问题并没有得到很好的解决,并且相关设备又不可避免地在高电压、强磁场以及大电流的环境下长时间工作,使得设备内聚集了很多的热量,实际温升严重超标,损伤设备。
基于此,笔者将对高压开关柜实际温升超标的原因进行剖析,并提出一些应对和预防的措施,共同促进我国电网事业的发展与进步。
1 高压开关柜概述以电气一次主接线图的相关要求为依据,把所有的高压和低压相关电器设备安置在一个敞开或者密闭的金属柜中,并以这个金属柜为整个电力系统中接受和分配电能的一种装置[1],就是高压开关柜,是一种以断路器为主要结构的电气设施,在电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等方面起着作用。
2 开关柜实际温升的数据分析笔者对三种类型的开关柜进行了一些实际温升的数据分析,其中两种开关柜为国产的,分别的XGN15-12开关柜、KYN28-12开关柜,另一种类型是中外合资厂商生产的型号为NXAirs-12的开关柜。
测量而得的数据表明,无论国产还是合资,开关柜都存在着温升超标的现象,尤其在母排母线桥、柜体侧板等部位。
2.1 国产XGN15-12开关柜开关柜的温升速度与负荷之间呈正相关。
某变电站选择了福建某开关厂制造的型号为XGN15-12的开关柜作为10kV主开关柜,并对其进行了箱体外表温度测量,出现这样的现象:随着开关柜的负荷的增加,开关柜的温度提升速度也越来越快。
运行中高压开关柜实际温升分析
运行中高压开关柜实际温升分析介绍高压开关柜是电力系统中重要的设备之一,用于控制和保护电力系统的稳定运行。
在高压开关柜使用过程中,由于电流通过导电部件会导致温升,进一步影响开关柜的安全性和性能。
本文将通过对运行中高压开关柜实际温升进行分析,探讨温升的原因和影响因素,并提供解决方案以降低温升水平,提高开关柜的运行效率和可靠性。
温升的原因高压开关柜的温升主要由以下几个因素引起:1.热跨导:当电流通过开关柜的导电部件时,导电部件会产生电阻,从而产生热量。
这种由电流通过导电部件引起的热量被称为热跨导。
2.热辐射:高压开关柜中的电流导体会产生辐射热,即通过辐射传递的热量。
3.热对流:开关柜中的空气被加热后会形成对流流动,导致热量通过对流传递。
4.热传导:开关柜内部各个组件之间的热传导也会导致温升。
影响因素高压开关柜实际温升受到多种因素的影响,主要包括:1.电流大小:电流大小是决定高压开关柜温升的主要因素。
电流越大,产生的热量就越多,从而导致温升升高。
2.工作时间:开关柜的工作时间越长,产生的热量积累也会越多,进一步导致温升升高。
3.外界环境温度:外界环境温度的升高会影响开关柜的散热效果,增加温升的可能性。
4.空气流通状态:开关柜内部的空气流通状态会影响热对流的效果,进而影响温升水平。
解决方案为了降低高压开关柜的温升水平,提高其运行效率和可靠性,可以采取以下解决方案:1.优化导电部件:选择材质导热性能好的材料作为导电部件,并优化导电部件的结构,降低电阻,减少热跨导。
2.散热设计:对高压开关柜进行合理的散热设计,增加散热面积,提高散热效率。
可以采取增加散热片、风扇等散热装置,以增强热对流和散热效果。
3.温度监测与控制:安装温度传感器来监测开关柜的温度情况,及时采取控制措施,保持温度在安全范围内。
4.冷却系统:针对特殊工况或者环境温度较高的情况,可以考虑引入冷却系统,如风冷系统或水冷系统,以降低开关柜的温升。
结论通过分析运行中高压开关柜的实际温升情况,我们可以看到温升的主要原因和受影响因素,并提供了降低温升水平的解决方案。
高压开关柜的实际温升及发热解决措施
高压开关柜的实际温升及发热解决措施摘要:高压开关柜在电力输配电系统中,在发电、输电、配电和电能转换过程时,发挥着对电路进行开合、保护、监测与控制的作用。
安全可靠、操作方便的金属铠装手车式开关柜应用较广,且范围不断扩大。
然而,随着电网用电负荷的不断增加,高压开关柜在使用过程中会出现实际运行温升过高,从而加速产品老化发热,导致故障发生。
基于此,围绕高压开关柜的实际温升原因展开讨论,探讨了针对高压开关柜实际温升及发热的解决措施,以提高压开关柜的综合电气性能和供配电可靠性。
关键词:高压开关柜;发热;故障一、高压开关柜实际温升监测当电网系统内供电量不断增加时,若开关柜的整体结构未能随之优化,则柜内温升超标的现象日益明显。
开关柜内温升超标,不仅会加速绝缘件的老化,降低了绝缘件的使用寿命,还无法为电网提供安全可靠的供电环境。
本文对我国生产的以及合资品牌的高压开关柜进行运行数据采集,并分析和研究产生温升超标的原因。
1.国产KYN 开关柜:将某变电站使用的 KYN28-12型开关柜作为分析对象,该3150A高压开关柜内配置的断路器型号为VD4。
测量高压开关柜运行实际温升时发现,在室温12℃时,母排搭接处(铜排表面镀银)测量出的最高温度在 98 ℃,实际温升已到86 K,已远比标准文件中的最高温升值65K超出21K。
为解决出现的温升超标问题,采取优化高压开关柜内通风系统,确保风道畅通,并使用与回路载流量相匹配的大规格母线,从而有效地降低实际温升幅度。
对该电站其他 KYN 型高压开关柜进行温升测量时发现,在不同型号的高压开关柜内部,温升数据有明显的差异。
2.国产JYN开关柜:将某电站使用的JYN1-10型开关柜作为分析对象,将高压开关柜的外壳表面作为温升测量位置。
测量过程中发现,在柜内结构配置不变的情况下,如果电流负荷升高,则温升数值越大。
若负荷在2000A,温升为49K,超过标30K。
若负荷低于1250A,该型号高压开关柜温升可满足在标准要求的范围以下。
高压开关柜实际温升超标的原因及对策研究
高压开关柜实际温升超标的原因及对策研究随着社会经济和电力市场的快速发展,600MW直接空冷机组频繁增加,但和同类型机组相比,能耗水平偏高。
发电厂必须根据600MW直接空冷机组工作原理和运行特点,采取多样化措施有效降低机组能耗,最大化提高节能性与經济性。
因此,本文从不同角度入手客观阐述了600MW直接空冷机组节能降耗措施。
标签:600MW直接空冷机组;节能降耗;措施在新形势下,节能降耗已成为党和国家关注的焦点,尤其是高能耗行业与设备。
由于受到多方面因素影响,在日常运行中,600MW直接空冷机组能耗普遍偏高,能源利用率不高的同时,也在无形中增加了运行成本。
在节能降耗背景下,发电厂需要准确把握机组能耗关键点,通过多样化途径做好机组节能降耗工作,最大化降低能耗的基础上,提高机组的经济性与可靠性。
1 优化运行在新形势下,600MW直接空冷机组是常见发电机组之一,有着良好的运行性能。
但在实际运行中,由于受到多方面主客观因素影响,导致机组能耗水平较高,不具有较高的经济性、节能性。
针对这种情况,发电厂可采用现代化方法手段,对600MW直接空冷机组能耗进行客观诊断,系统而准确计算机组核心设备和关键性辅助设备各方面性能,客观分析机组能耗诊断信息数据。
而后,根据系统设备核心性能指标,准确判断机组日常运行中各方面能耗情况,明确具体原因,将影响因素分为可控因素和不可控因素,要将其可控因素作为机组节能降耗的关键点。
在此基础上,发电厂要对比分析600MW直接空冷机组和同类型、同容量机组在设备选型、系统配置等方面具体情况,看机组选型与配置是否科学,是否可以进一步优化。
进而,根据各方面情况,实时优化机组运行方式,定期彻底清洗机组空冷岛,科学更改机组阀位曲线,采取可行的空冷防冻对策,降低背压影响程度等,从源头上降低机组能耗的同时,提高机组运行经济性。
此外,发电厂还要根据600MW直接空冷机组能耗关键点以及日常运行情况,实施精细化管理,通过科学指导,不断提高运行人员操作水平和节能意识,动态控制机组运行中的能耗水平,最大化提高机组运行效率。
运行中高压开关柜实际温升分析
运行中高压开关柜实际温升分析概述高压开关柜是电力系统中的重要设备之一,广泛应用于输电、变电、发电及工业用电等领域。
在高压开关柜的使用中,由于其自身的电阻和电流,会产生电磁功耗,使得开关柜中的元器件发热,形成一个实际温升。
本文主要讨论高压开关柜在运行中,实际温升对开关柜的影响,并从电气、热学、流体力学等角度对其进行分析。
电气分析在高压开关柜运行中,由于电阻损耗和电流,开关柜中的元器件会发热,进而形成实际温升。
对于一个闭合的电路,其电阻损耗可以表示为P R=I2R其中I表示电路流过的电流,R表示电路的电阻值。
在高压开关柜中,通常采用铜制导体,而其它电气元件也有一定的电阻值。
因此,能够产生电阻损耗的部分包括导线、接头、触头和隔离开关等元件。
其中导线、接头与触头的电阻值比较小,其对系统实际温升的影响可以忽略不计;而隔离开关的电阻值相对较大,其产生的电阻损耗对实际温升的影响较大。
此外,电流也是实际温升的主要影响因素之一。
在高压电缆和开关柜中,电流总量非常大,因而产生的热量也非常大。
在运行中,如果电流不均衡,将会使得一些元件的电流负载过大,导致该部分产生过多的热量,从而影响开关柜的实际温升。
因此,在使用高压开关柜时,应该合理平衡电流,并尽可能使用并联电路的方式降低电路的阻值,减少电流的损耗。
热力分析高压开关柜内的元件发热会使得开关柜内部的温度升高,从而影响系统的正常运行。
因此,热学分析是非常必要的。
在高压开关柜的热学分析中,需要引入热传导方程:$$\\frac{\\partial T}{\\partial t}=\\frac{k}{c\\rho}\ abla^2T+H$$其中,t表示时间,k表示热导率,c表示比热容,$\\rho$ 表示密度,T表示温度,H表示内部热源特征值。
在高压开关柜中,通过分析电阻器、接触器和断路器等元件的发热功率,可以计算出开关柜的热源特征值,进而通过热传导方程解析出开关柜内部的温度分布情况。
高压开关柜实际温升超标原因分析
发热。 柜 的温升 超标 现 象。 ⑥ 部 分小 厂不 具备 制造 开 关柜 的 能力 , 但是 经 不起利 目前 , 电力 系统 内部 使用 的开 关 柜 , 都 要 通 过 型 式试 益 的考验 , 贸 然制作 开 关柜 , 在试 验 的 时候 , 采 购 大 厂 的开 验 对 入 网 的开 关柜 进 行 处理 ,在 温升 方面 ,要 求 比较 严 关柜 通 过 了 型式 试验 , 但 是在 实 际 合 同 中 , 为 了增 大利 润 格。 空 间 , 从 壳体 厂 家采 购 最便 宜 的 壳体 , 从 断路 器 厂 家 采 购 根据 相 关理 论进 行 分析 可知 ,在 实 际运 行过程 中 , 通 常情 况 下 , 负荷 不会 达 到开 关 柜 的设 计 满 容量 , 更 不会 引 最优 惠 的断路器 进行 简单 的组 装后供 给用 户。这 些厂 家根
浅析10KV高压配电柜温度过高分析与处理方法
浅析10KV高压配电柜温度过高分析与处理方法摘要:随着电力系统的不断发展和设备技术的不断提高,10kV、35kV高压配电柜在电网系统中已得到大量使用。
然而高压配电柜的温度过高现象已成为使用过程中的常见问题,由于高压配电柜体的密闭性,在满负荷的时候高压配电柜的温升超标,直接影响设备的安全稳定运行,而且,过热问题是一个不断发展的过程,如果不加以控制,过热程度会不断加剧,并对绝缘材料的性能及设备使用寿命产生很大的影响。
本文主要介绍南沙水电厂10KV高压配电柜温度过高分析与处理方法。
关键词:高压配电柜温度母排一、概述:红河广源水电开发有限公司南沙水电厂处于红河(元江)干流上,在红河州的元阳县及建水县交界处,是《云南省红河干流梯级综合规划报告》推荐的12个梯级开发方案中的第9个梯级电站;两条出线110kV电压等级接入云南电网系统,电厂总装机容量为150兆瓦(3台50兆瓦机组)、水库总库容2.65亿m³,无调节库容,年设计发电量为7.0228亿千瓦时,2005年3月开工建设,2008年8月20日三台机组全部发电。
10 kV高压配电柜内主要设备有:发电机出口断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器(CT)、电压互感器(PT)、10 kV母线以及控制回路元器件等设备(如下图所示,其中蓝色部分为10 kV高压配电柜内的设备)。
机组投产以来,10kV开关柜一直存在温度过高和电磁振荡声音较大问题,这是由于10kV开关柜处于完全密封状态,母排发热不能及时排出引起的,10kV母排为空气中运行的裸铜排,当机组带额定负荷50MW时(发电机的额定负荷为50MW,额定电流为3234.6A,额定电压为10.5kV。
),温升尤为明显,箱体的外表温度可达100℃左右,母排最高温度已经达到120℃,明显超标。
根据10kV高压柜国家标准GB/T11022-2011《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》中的相关规定(第4.5.2节),运行在空气中的裸铜排,环境温度不超过40℃时,允许的最大温升为50K,即最高温度不超过90℃。
10千伏开关柜常见温升故障及解决措施
10千伏开关柜常见温升故障及解决措施10千伏开关柜常见温升故障及解决办法工程中常用的10kv小车式开关柜,由于其内部断路器与开关柜间采用插头联接机械结构,如果小车与开关柜存在制造不合格、运输不当、安装不良等,均会引起开关触头出现接触不良、接触电阻逐渐增大,甚至随着开关触头温升效应的持续增加引起烧毁甚至火灾事故,这些严重的危害现象在大电流10kv开关柜(如:进线柜)中表现尤为突出,且危害性极大。
因此,对引起开关柜发热的原因进行归纳总结,并有针对性的采取相应的解决措施,就显得非常有工程实践应用意义。
1、10kv开关柜常见温升故障形成原因在正常运行时,10kv开关柜中高压电器导电回路在长期通过工作电流就会将其中部分电能转换为热能,进而使电器材料出现温度升高现象,一般该值超过相关技术规范规定的指标范围,即当高压电器导电回路中存在接触不可靠问题。
开关柜内接触部位的接触电阻将会急剧增大,进而造成其在正常运行时该处温度升高超出电器材料运行的指标范围,导致电器材料的机械强度、物理性能发生下降,严重时就会出现烧毁甚至火灾事故。
1.110kv开关柜的安装工艺不当如果在开关柜安装调试过程中,安装调试人员在安装工艺选择过程中出现问题,就可能给10kv开关柜埋下相应的故障隐患。
如:10kv 开关柜内部的小车式开关插嘴和固定式插头在安装过程中,其位置不符合设计要求时,就会引起小车式开关插嘴和固定式插头出现“虚接”问题,两者由于接触性能不良、不可靠进而会导致开关出现发热问题。
1.2开关柜试验检修维护制度不完善10kv手车式开关柜其独特的滑动接触结构,一方面在很大程度上为运行维护人员检修维护工作提供了很大方便,但同时其独特的滑动接触接都,也对开关柜机械结构设计、安装调试、以及日常试验检修维护提出了更加严格的性能指标技术要求。
如果在试验检修维护过程中,没有严格按照相关试验规范步骤和指标要求,对开关柜内电器设备性能进行认真校验和核查,则可能导致开关柜内开关动、静触头由于接触不良引起过热效应,出现烧毁事故。
高压开关柜实际温升超标的原因及对策分析
建材发展导向2018年第10期8近年来,随着时代的不断发展,国内高压电网系统规模也随之日益扩大,应用范围也随之日益扩大,在实际生活中,时常发生高压开关柜温升超标情况,这样不仅会大大降低设备运作的稳定性及安全性,倘若未得到及时、有效的处理,还有可能影响绝缘件及有关设备的性能,缩短设备的使用年限。
因此,对高压开关柜实际温升超标的原因及对策进行分析和研究具有极其重要的现实意义。
1 高压开关柜实际温升监测1.1 国产JYN 手车柜某变电站采用的是福建某开关厂生产的型号为JYN1-10开关柜,通过监测其箱体外表面温度发现,开关柜的温升速度在一定程度上取决于负荷,即负荷越小,其温升速度则越慢,当负荷达到1900A 时,其温升速度非常快,且温度最高可达47℃,这明显与有关规范标准不符(满负荷下最高温度为30℃);相反,如果负荷不超过1200A,则其温升速度通常不明显。
1.2 国产KYN 手车柜某变电站10KV 主变采用的是型号为KYN28-10的开关柜,而且安装了VD4断路器,对其实际温升实施监测,在监测前将部分顶盖打开,并对开关柜箱体外表温度及主母排温度进行监测。
监测结果显示,主母排的最高温度约为100℃,实际温升约为88℃,这显然不符合主母排温升标准(温升标准为65℃),这说明此变电站存在较为严重的温升超标问题,应及时采取优化措施。
此变电站重新制作了开关柜的1、2号母线桥,优化了通风系统,并更改了铜排规格,此后,尽管温升得到了明显的好转,然而,与此变电站开关柜型式测试所得的温升数据相比,仍存在较大差距。
1.3 合资生产的手车柜某变电站主变采用的是型号为8BK20的开关柜,通过对此开关柜箱体外表现温度及内部母线温度实施监测,发现此开关柜并未出现明显的温升超标情况。
然而,由于受到实验环境的限制,在此实验中此开关柜始终处在低负荷工作状态,而温升基本达到标准上限值,由此可见,此种开关柜的温升超标问题也较为严重。
2 引起高压开关柜实际温升超标的原因通过上文不难发现,合资及国产开关柜的温升超标问题均较为严重,特别是母排连接位置的温升问题,通过分析得出引起高压开关柜实际温升超标的原因主要包括如下几方面:一是所采用的导体材料无法达到有关电导率标准规定,纯度不足,电阻过大,从而造成严重的发热问题。
10kV移开式高压开关柜温升超标原因分析及预防处理措施
10kV移开式高压开关柜温升超标原因分析及预防处理措施发布时间:2023-02-03T05:33:34.394Z 来源:《中国电业与能源》2022年第18期作者:胡运平[导读] 随着社会经济的发展,对电力系统供电可靠性的要求进一步提高胡运平广安电气检测中心(广东)有限公司广东省东莞市 523325摘要:随着社会经济的发展,对电力系统供电可靠性的要求进一步提高,10kV移开式高压开关柜作为配电网络中装配数量多、与用户联系密切的电力设备,其质量和可靠性直接影响到供电的可靠性。
由于开关柜具有结构封闭、散热差、运行时磁场强等特点,随着用电负荷不断攀升,10kV移开式高压开关柜容易发生导体及外壳发热量过大,温升超标的现象。
高压开关柜温升超标将进一步导致内部过热,如果不采取措施加以控制,将对高压开关柜主回路导体及绝缘支撑件的性能产生影响。
为了确保高压开关柜正常工作,本文分析10kV移开式高压开关柜温升超标的原因,提出相应的预防和处理措施。
关键词:高压开关柜;温升超标;预防处理措施引言目前, 10kV移开式高压开关柜在实际运行中,主回路通流部件的温升数值都比较高,部分高压开关柜的温升数值超过型式试验测得数据,甚至超过国标GB/T 11022-2020温升限值;通常情况下,需从运行环境、结构设计、金属热膨胀效应、主回路搭接螺栓紧固力、制造选材等方面分析高压开关柜温升超标的原因。
1. 10kV移开式高压开关柜现状分析在10kV移开式高压开关柜的运行过程中,由于其外壳金属铠装密闭,在负荷较重的地区,极易发生开关柜的内部过热、温升超标现象。
目前,电力系统中使用的高压开关柜,都要求通过型式试验,在温升试验中,测得温升数值满足国标GB/T 11022-2020温升限值;通常情况下,当负荷较低,运行电流远低于额定电流时,开关柜基本不会发生温升超标现象。
但是随着负荷的剧变,当负荷电流超过开关柜额定电流的80%时,极易引发温升超标现象;开关柜主回路各部件在实际运行中温升数据,普遍比型式试验测出的温升数据较高。
高压开关柜的实际温升及发热解决措施
高压开关柜的实际温升及发热解决措施
1引言
高压开关柜是一种大型开关设备,又叫复合开关柜,常用于转换站、变电所等电力设备的控制和保护,能够保证系统的安全运行。
由于高压开关柜的操作出现故障或损坏等原因,会导致电力设备的温度升高,从而造成严重的安全隐患。
因此,在实际应用中,高压开关柜的温升及发热问题必须予以重视,并采取有效的解决措施。
2高压开关柜温升现象
高压开关柜在使用过程中,会受到各种不良因素的影响,导致设备表面温度迅速上升。
诸如长时间操作、环境污染等因素,造成设备的绝缘性能发生变化,从而使本来微不可测的温升现象变得明显。
如果是由于长时间操作,可以通过增加润滑剂来改善设备内部的温度,避免高温现象出现;而若是来自环境污染,则需要对设备进行定期清理和保养。
3高压开关柜发热解决措施
针对高压开关柜的温升现象及发热问题,可以采取以下措施:
(1)外部散热措施:采用散热管、散热板、冷凝器等外部散热设备,有效的把低温的空气导入设备内外,迅速排出设备产生的热量。
(2)内部润滑措施:高压开关柜的温升问题,主要是由于润滑不良引起,因此要定期检查、清洗及更换润滑油,以防止设备出现过热情况。
(3)外壳绝缘措施:采用石英砂抹灰外壳进行绝缘,这种砂抹方式具有出色的隔热性能,能够有效阻隔热量传播。
同时,还要给开关柜定期涂刷膨胀填料,减少空气的渗透速率,降低设备的温升。
4结语
实际操作中,高压开关柜的温升及发热问题是一个不容忽视的安全危险,需要建立严格的控制措施,以避免安全事故的发生。
只有在对高压开关柜的操作上采取适当的解决措施,才能保证设备的安全运行,避免由此而引发的安全事故。
35KV开关柜的实际温升原因及发热解决措施
35KV开关柜的实际温升原因及发热解决措施摘要:35KV抽屉式开关柜由于具有继电保护动作可靠、运行维护简单方便等优点被广泛应用于发电厂、变电所以及大型企业供配电所内。
本文在对35KV 开关柜在实际运行过程中容易发生触头发热温升的危害及原因进行认真分析总结后,结合自己多年的知识学习和变配电运行经验,针对开关柜触头发热故障提出一些安全有效的预防和综合处理措施,充分发挥开关柜的电气性能,提高供电可靠性和电能质量水平。
关键词:35KV开关柜发热故障在线监测手车式开关柜是35KV变配电所中电能分配调度的重要载体,是保证电网高效经济供电的重要电气设备之一。
但同时在实际的运行维护工作中发现,由于开关柜可移动的触头结构,容易出现开关触头接触面不能有效接触、操作弹簧电气性能下降等现象造成开关柜发热故障,大大降低开关柜的综合电气性能[1]。
因此,在日常检修运行过程中,结合开关柜运行原理及结构对造成手车式开关柜触头发热的原因进行归纳总结,并有针对性的制定相应的检修维护制度和方案,提高开关柜供配电可靠性水平保障工农业高效经济的生产,具有相当大的工程实际意义。
1、35KV开关柜触头发热危害35KV手车式开关柜是在总结传统固定式开关柜的优缺点后,通过机械机构优化形成的一种改良供配电开关设备,是电网或电网与用户间电能联接的直接纽带。
开关柜触头发热温升现象是个渐变的恶性循环过程,在触头发热安全隐患过程时,很难用普通的检测仪器进行检测,容易造成开关柜带病运行,开关柜内各元件在持续的温升效应影响下,其电气性能急剧降低,逐步由隐患转变成发热温升事故[2]。
当手车式开关柜出现触头接触不良、触头松动、操作弹簧动作灵敏度下降以及外部运行环境变恶劣等情况时,就会导致开关柜的触头或对应的联接部件发生严重的温升现象,超过环境温度40℃以上。
开关柜内复杂恶化的电磁环境,加上持续的电流热效应就会加快开关元件发热部件的氧化速度,使得开关柜导电能力和绝缘水平急剧下降,导致开关柜绝缘套管发生绝缘击穿、操作弹簧拒动或误动、电流互感器爆炸、开关柜触头烧毁等严重事故。
浅析高压开关柜温升问题及解决方案
浅析高压开关柜温升问题及解决方案摘要:高压开关柜在运行时通常会出现的问题是,因为温度过高而停止工作,引发安全事故。
所以,温升问题也就成了高压开关柜设计中必须考虑的重点。
本文将从结构设计、日常运行维护两方面分析温升问题及解决方案。
关键词:开关柜;温升;结构设计高压开关柜在电力系统中的作用是不可忽视的。
如果温升过高可能会造成设备故障或严重事故。
举例来说,KYN28A-12这一型号的高压开关柜梅花触头,因为接触部位时间过久就会开始发热,这导致的后果是梅花触头外部的弹簧散开,触头的关键部位丢失,设备烧毁,由此失去作用。
【1】现在的高压开关柜具有体积小,刚度大,防护等级高等特点。
较高的防护等级使得柜内散热变得困难。
一高压开关柜温升原理简述根据热平衡原理,高压开关柜的温升主要取决于柜内发热量与散热量。
1.1发热。
高压开关柜在运行过程中的,当时间较久后就会开始发热,零部件的温度过高会使零部件的材料发生物理和化学性能的变化,机械和电气性能随之下降,导致高压开关柜发生故障甚至重大事故。
为了延长高压开关柜的生命周期,使其在具有的工作时间内安全稳定地运行,就要严格限制构成高压开关柜的各类原材料,对其温度有标准的要求,不能超过限定值,这个温度就是最高允许温度。
(最高允许温度与周围环境温度的差值就是最高允许温升)高压开关柜发热的来源在于其内部运行过程中产生的能量损耗,该损耗主要有下面两种形式。
a.对于电阻损耗,其产生是源于高压开关柜运行过程中,导电体与电联通后,逐渐发热。
通常我们用下面的公式表示电阻损耗功率p的由来。
【2】(A)式中:I代表高压柜工作时通过导电体的电流[A];R代表高压柜中导电体的回路电阻[Ω]。
该电阻的由来源于两种不同类型的构成,即 R=RJ +KRd【3】(B)式中:RJ表示导电体在回路的过程中,与各个部分相连接的接触电阻Ω];k表示交叉额外的损耗系数(该系数离不开趋表效应);Rd表示导体电阻[Ω]。
35kV开关柜常见温升故障及处理措施分析
35kV开关柜常见温升故障及处理措施分析[摘要]35kV开关柜是变电和配电过程中应用比较广的电力核心设备之一,开关柜的温升问题是决定整个变配电系统能否实现长期安全运行的关键因素之一。
笔者结合自己多年的工作经验对35kV开关柜常见温升故障引起的原因进行了分析,并提出了一些改进措施。
【关键词】开关柜;温升故障;处理措施最近几十年来,随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,对电力的需求越来越大。
电力系统的长期安全运行对我国经济和社会的发展有着重要的保障作用,必须想办法提高电力系统运行的稳定性和可靠性。
高压开关柜作为输电、变电和配电系统的核心设备之一,能控制电路的通断,对电路起着保护和控制的作用,而35kV开关柜是当前应用比较广的一种开关柜,温升故障是影响开关柜安全运行的不利因素之一,有必要对这一问题进行深入的探讨。
1、35kV高压开关柜温升故障原因分析电力系统中的导线和接头等处都存在着大小不同的电阻,而高压开关柜中通过的电流较大,由焦耳定律可知,电路接通后导线和接头会发热,当发热量超过材料本身的承受能力时开关柜就会由于温度过高而发生故障。
总的来看,造成高压开关柜温升故障的原因主要有以下几个方面。
1.1开关柜的生产工艺不完善。
对于35kV高压开关柜而言,其内部回路的电阻主要由两部分组成,即导线电阻和动静触头接触时产生的电阻,而后者远远大于前者,可以将开关柜中的总电阻值近似等于动静触头间的电阻值大小。
如果开关柜的生产工艺落后,就会使动静触头相接处的光滑度和平坦度不够,当动静触头相接触后就不会形成平面接触,而是一些点之间的接触,电路通电以后,如果电流值过大,就会使相接处由于热效应而收缩,接触面积变小,电阻值变大,进而产生温升故障[1]。
1.2开关柜的安装过程存在问题。
开关柜属于比较精密的电力设备,对它的安装要求比较高。
如果采用的安装工艺存在问题,会在很大程度上提高温升故障发生的可能性。
如有些重要零部件的安装就位不精确,就会使动静触头接触不紧密,产生“虚接”现象,这样就导致动静触头处的电阻值大于正常接触时的电阻值,当通入电流时就会发生温升故障。
高压开关柜温升问题分析及解决方案探讨
高压开关柜温升问题分析及解决方案探讨高压开关柜在运行中经常由于温升过高引发故障,因此,温升问题广受关注。
文章对开关柜的温升原理进行了简单描述,进而从结构设计和运行维护两个方面对预防温升过高的方案进行了分析。
标签:开关柜;温升;柜体设计开关柜作为电力系统中需求量日益增大的一类产品,其能否稳定运行决定着用户的用电质量与安全。
温升是衡量开关柜能否稳定运行的重要因素。
由于柜体设计紧凑且内部间隔防护等级较高,开关柜散热较为困难[1]。
在大电流中置柜中,温升问题更为突出。
在实际运行中,发热问题解决得不好,会导致高压开关柜本体或内部设备提前老化,造成设备损坏和用户停电[2]。
1 温升原理简述根据热平衡原理,开关设备的温升决定于发热和散热两方面的情况。
高压电器的热源主要来自三方面:一是电流通过导体产生的电阻损耗;二是铁磁体内产生的涡流、磁滞损耗;三是交流电器绝缘体内产生的介质损耗。
降低产品热量产生主要从减少电阻损耗和涡流、磁滞损耗两方面考虑。
2 解决方案分析2.1 结构设计方面由式(1)、(2)、(3)、(4)来看,开关柜的发热量与电阻、电流及导磁体的磁通密度成正比。
载流回路的电流由负载决定,无可改变。
因此,在设计中常采取的措施有:考虑铜排的折弯及搭接处的接触电阻,柜中铜排的规格选取应有一定裕量;柜体与手车的装配尺寸应设计合理,以确保接触电阻能够满足需要;手车的回路电阻必须满足要求;母线套管的安装板选用不导磁的不锈钢板以减小涡流损耗等。
由式(5)、(6)、(7)可得,开关柜的散热量与热源的导热率、辐射率及散热面积成正比,与散热路径长度成反比。
因此,设计中常采取的措施有:将隔室的金属隔板喷涂黑漆来提高隔板的辐射率;在柜顶、门板等位置开散热窗,形成散热通道,门板上的散热窗可设计成迷宫式结构,既可散热又能够满足燃弧试验要求;合理布置元器件位置,确保散热通道畅通,以免散热路径太长造成散热困难;在柜内加装风机,以强制对流散热的方式带走柜内热量等。
高压开关柜过热原因分析及监测措施
当前,高压开关柜主要是以封闭式为主,一次设备分布在三个互相独立的室内,分别是断路器室,母线室以及电缆室。其他二次设备设置在继电室内。为了实现电器的连接和控制,在隔板要设置开孔进行通风,除此之外,所有的隔室都呈现封闭状态,不与外界相连。在电缆室有连接主要电缆的几个主接头以及连接旁路刀闸的十多个节点,在断路器室内的断路器上,也有主接头和相应的连接点。当流过的负荷较大时,存在安全隐患的连接点就会出现过热的现象,由于发热点在密封柜内,因此,无法打开柜门,就会导致工作人员无法通过正常的检测手段进行发热点的检测与寻找,如果发热过于严重时,接头就会熔断,可能出现安全事故。当前,高压开关柜在运行时,存在的主要问题是触头过热,由于开关柜的插头接触不良,导致连接点出现过热的现象,严重时甚至烧坏设备。当前,高压柜接头发热已经成为了一个普遍的事故原因。
(三)另一种测定方法是直接检测法。这种方法是在接头上安装温度传感器,将温度的信号进行集中处理,从而判断温度是否超过安全温度。这项技术的难点就在于温度传感器的安装,要求其体积足够小,不能够影响到开关的使用和运行。这项技术不能使用传统的有线方式,而要根据无线信号发射信息传输。这种方案虽然较传统方法有较大的进步,但是生产成本过高,很难在生产中推广应用。
(四)最后一种方法是在每台开发柜的顶部安装一个温度传感器,当空气的温度值达到规定值时,发出报警信号。工作人员再通过具体的时间来测定报警的温度定值。这样,工作人员就可以通过计算机来进行实时温度值的测定。
结论:综上所述,我们可以看出对于高压开关柜发热现象进行监测的重要性。高压开关柜作为当前我国电力供应系统中使用的主要设备,也是配电企业重要的变电站设备,因此高压开关柜的安全性与稳定性直接关系着电力供应的质量。因此,其在使用过程中一旦出现发热的现象,就要及时地提起重视,立刻采取解决措施。只有这样,才可以保证电力系统供应的可靠性与持续性。一旦出现发热现象,就要及时地查明故障原因,在此基础上再进行有效的处理。只有对于各种故障现象进行提前的检修与确认,才可以防止事故的发生,保证电网运行的安全性与稳定性。
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高压开关柜实际温升超标原因分析
对国产JYN、KYN手车柜和合资厂生产的8BK20开关柜的实际温升数据进行分析后发现,运行中开关柜的温升水平均超过型式试验测得数据。
然后,从试验条件、金属膨胀效应、紧固螺栓压力、导体材料电导率等方面进一步分析了温升超标的原因。
最后提出建议,应根据实际情况选用和维护开关柜。
随着电网的发展和设备技术的提高,10,35kV系统开关柜在电网中已大量使用。
而开关柜的内部过热现象已成为开关柜使用中的常见问题,由于开关柜体的密闭性,在一些负荷较重的地区,存在开关柜的温升超标问题。
开关柜的温升超标,直接影响设备的安全稳定运行,而且,过热问题是一个不断发展的过程,如果不加以控制,过热程度会不断加剧,并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。
目前,对电力系统内部使用的开关柜,严格遵守设备采购程序及技术政策,确保入网的开关柜都通过型式试验,尤其对温升的要求比较严格。
运行中,负荷通常都不会达到开关柜的设计满容量,开关柜的温升问题应该不会很突出,但是实际情况并不尽然。
1开关柜实际温升数据分析
1.1国产JYN手车柜
表1为某变电站2台同型号、同参数的10kV主变开关柜的实测温升与负荷关系的统计。
开关柜为福建某开关厂生产,JYN1-10型。
测试温度为开关柜箱体的外表温度。
数据显示,随着负荷的增加,开关柜的温升迅速加快。
当负荷接近1900A(约为开关柜额定电流2500A的76),温升尤为明显,最大达47℃,已经不符合标准要求(标准为满负荷条件下30℃),而负荷较低时(1200A以下),温升则不明显。
1.2国产KYN手车柜
表2为某变电站10kV主变开关柜的实测温升与负荷关系的统计,开关柜为扬州某开关厂生产,KYN28-10型,配用VD4断路器。
测温前打开部分顶盖,对开关柜箱体外表温度及主母排温度同时进行测试。
数据表明,母排最高温度已经达到100℃,温升88℃,明显超标(母排温升标准为65℃)。
由于该站温升问题比较突出,制造厂针对这一情况对该变电站10kV开关柜1,2号母线桥采用新型钢重新制作,主母线铜排规格更换为2×TMY120×10(原规格为2×TMY100×10),并进一步改进了通风系统。
2号主变开关柜经改造后,其实测温度如表3所示。
改造后温升情况略有好转,但是与该开关柜型式试验提供的温升数据偏差仍然较大。
1.3合资厂的手车柜
某合资厂开关柜,为上海某开关有限公司生产,型号为8BK20,测试位置为开关柜箱体外表及内部母线母排。
此处,开关柜温升暂时没有超标,但是应该注意,此时负荷并没有达到额定容量的70,但是温升已经接近上限。
由此可见,合资厂产品虽然温升情况优于国产设备,但同样也存在温升超标情况。
数据证明,运行中的开关柜实际温升水平通常都要超过试验室测出的温升数据。
而且,多数情况下温升超标时开关柜甚至远没有达到设计满容量。
2开关柜实际温升超标原因分析
开关柜内部实际温升情况,尤其是母排连接等部位,通常总是比型式试验测出的数据高。
主要有以下几点原因:
(1)型式试验测得数据通常是在试验室完成的,持续时间不长,通常不超过8h,不具备温升累积效应,不能等同于长期运行并持续发热的设备。
(2)不同金属的膨胀效应不同。
钢制螺栓的金属膨胀系数要比铜质、铝质母线小得多,尤其
是螺栓型设备接头,在运行中随着负荷电流及温度的变化,其铝或铜与铁的膨胀和收缩程度将有差异而产生蠕变,也就是金属在应力的作用下缓慢的塑性变形,蠕变的过程还与接头处的温度有很大的关系。
实践证明,当接头处的运行工作温度超过80℃时,接头金属将因过热而膨胀,使接触表面位置错开,形成微小空隙而氧化。
当负荷电流减小温度降低回到原来接触位置时,由于接触面氧化膜的覆盖,不可能是原安装时金属间的直接接触。
每次温度变化的循环所增加的接触电阻,将会使下一次循环的热量增加,所增加的温度又使接头的工作状况进一步变坏,因而形成恶性循环。
(3)连接部位紧固螺栓压力不当。
部分安装或检修人员在导体连接上认为连接螺栓拧得愈紧愈好,其实不然。
特别是铝质母线,弹性系数小,当螺母的压力达到某个临界压力值时,若材料的强度差,再继续增加不当的压力,将会造成接触面部分变形隆起,反而使接触面积减少,接触电阻增大,从而影响导体接触效果。
(4)选用的导体材料电导率不满足要求,多数属于导体原材料纯度不够。
(5)现场的其它因素,比如可能存在安装检修工艺不当,如母线在加工、连接、安装过程中,对母线接触表面处理不到位、不平整、不光滑、没有涂专用电力脂等,导致有效接触面积减少接触电阻增大而发热。
3结束语
开关柜型式试验中的温升数据,并不能正确反映运行中的开关柜实际温升水平,特别是长期运行负荷比较重的开关柜,由于长时间温升的累积效应,运行中的开关柜实际温升水平通常都要超过试验室测出的温升数据。
部分制造厂对开关柜实际运行中的温升水平并没有深入地研究,比如大多数厂家给额定3150A的开关柜按照2500A的标准启动风扇,在开关柜经历长时间的高负荷运行后,再采取这个标准是不合理的,通常是风扇没有启动,温升早已超标了。
所以,选用开关柜设备的时候,不能盲目相信制造厂的试验室数据,在日常运行维护管理中,也不能盲目套用试验室的数据标准。
实践经验,往往也是非常重要的。
只有重视实践,并不断针对实际情况,分析解决问题,才能真正把对设备的安全运行管理工作做到实处。