特高压直流换流站接头发热原因分析及治理
特高压换流站直流隔离开关烧蚀探析
特高压换流站直流隔离开关烧蚀探析特高压某换流站巡检时发现某隔离开关触头有烧蚀痕迹,其主要是由于该隔离开关未完全合到位,控制系统却收到了该隔离开关的合位信号,导致该路断路器合闸时通流回路有大电流流过,从而使该隔离开关存在拉弧现象。
在此背景下为了保证隔离开关一次状态与二次返回信号一致,使直流隔离开关满足“在额定电流及动、热稳定电流的位置时发出合闸信号”的条件,对换流站内相关直流隔离开关接点进行了相应的改进。
1隔离开关烧蚀情况分析1.1故障情况2016年3月23日,特高压某换流站运行人员巡检过程中发现直流场中性区域金属回线转换隔离开关03001触头有异常痕迹,检修人员即进行了现场检查,发现:该隔离开关拐臂无损伤,水平度良好;隔离开关下部支柱瓷瓶外观无破损,垂直度在正常范围内;隔离开关机构箱内部无异常;隔离开关两侧触头部位发现明显烧蚀痕迹,如图1所示。
因隔离开关烧蚀严重,通流接触面受损,已不具备合闸运行能力,需要对隔离开关触头进行更换。
开关03001触头有异常痕迹,检修人员即进行了现场检查,发现:该隔离开关拐臂无损伤,水平度良好;隔离开关下部支柱瓷瓶外观无破损,垂直度在正常范围内;隔离开关机构箱内部无异常;隔离开关两侧触头部位发现明显烧蚀痕迹。
因隔离开关烧蚀严重,通流接触面受损,已不具备合闸运行能力,需要对隔离开关触头进行更换。
生产的ZGW1-150型直流隔离开关,其电动操作机构使用辅助开关提供分合位信号,其中分位信号使用常闭接点,合位信号使用常开接点。
操作机构由分闸位置到合闸位置运行时,辅助开关常开接点在0%~85%行程范围内为常开,85%~100%为常闭;常闭接点在0%~15%行程范围内为常闭,15%~100%为常开。
由上述可知,在隔离开关合闸过程中,其仅到达行程85%位置就已经送出合位信号,控制系统判定此隔离开关处于合闸位置。
由金属回线转大地回线顺控过程可知,控制系统判定隔离开关03001与隔离开关03002均处于合位,若在执行运行方式转换前隔离开关01001或隔离开关02001已经处于合位、断路器0600已经处于分位,将会执行下一步合上断路器0300。
高压接头发热应急带电处理的方法
高压接头发热应急带电处理的方法高压设备接头在运行过程中由于受各种因素的影响,如大电流冲击、化学腐蚀、电腐蚀等,容易引起发热,这样会严重影响系统的安全、稳定运行,严重时会发生短路事故及烧毁主设备,立即停电处理又影响供电的可靠性。
针对这个问题,进行应急带电处理的方法的研究,以确保供电的可靠性。
标签:高压接头;发热;处理方法;研究1 概述高压接头发热是电力系统中最常见的故障,据资料统计,非人员责任的一次设备导致的电网事故中,有90%是因为高压接头发热而导致的。
高压接头一旦发热会严重影响系统的安全、稳定运行,立即停电处理又影响供电可靠性。
目前系统中依然沿用传统的停电处理方法,那么进行应急带电处理的方法的研究,对于保证供电的安全性和可靠性具有十分重要的意义。
2 高压接头的工作原理及发热原因为了弄清楚高压接头发热的整个过程,我们首先对高压接头的工作原理,发热原因,传统的解决方法等方面进行了调查分析。
2.1 高压接头的工作原理一次设备的连接,是通过导线(排)连接来实现的,在导线两端安装线夹,经过钻眼、打磨、搪锡、涂导电脂等一系列处理工艺后,与高压设备桩头相连,形成回路。
而线夹与高压设备桩头之间的连接部位,我们就称之为高压接头。
2.2 高压接头的发热原因一次设备投入运行后,高压接头经过大电流I冲击,接触压力受到影响,长期运行后,接触面受化学腐蚀、电腐蚀等因素作用,接触面氧化越来越严重。
所以,接触电阻R也越来越大,必然导致高压接头发热,我们知道公式Q=I2Rt(大气温度,湿度,风速等干扰量作用微乎其微,在此不做计算。
),也就是说高压接头的热量是由电流I、接触电阻R以及时间t决定的。
电流I由用户负荷大小决定,是不可改变因素,于是我们可以得出结论,接触电阻越大,拖延时间越长,高压接头发热的情况就越严重,也就越危险。
3 传统的处理方法存在的问题高压接头发热了,传统的处理方法是将设备停电,待接头冷却后,将其拆卸,打磨线夹与接头的接触面,打磨光滑后,将接触面搪锡,涂以导电脂,然后再用螺丝重新连接,恢复供电。
高压输电线路发热故障原因分析与处理
浅议高压输电线路发热故障的原因分析与处理摘要: 高压输电线路担负着输送和分配电能的任务,并联络各发电厂、变电站使之并列运行,其运行状态直接决定电力系统的安全和效益。
本文主要对一起110kv高压线路发热故障的成因与处理方法进行了分析,以供同仁参考。
关键词:110kv输电线路发热故障原因分析处理方法一、前言高压输电线路常见事故多由设备过热引起,电气设备热故障分外部热故障和内部热故障。
外部热故障主要指裸露接头由于压接不良等原因,在大电流作用下,接头温度升高,接触电阻增大,恶性循环造成隐患,此类故障占外部热故障的90%以上。
本文主要对一起110kv高压线路发热故障的成因与处理方法进行了分析,以供同仁参考。
二、高压线路发热的原因分析与处理方法某地段110kv线路一直处于大负荷运行,为保证线路安全可靠运行,线路运行人员对该线路进行了特巡,在巡查中,输电人员对各耐张杆塔的跳线连接点进行红外线成像测温工作。
测试中发现#8杆a相跳线面向大号侧第二只并沟线夹有明显发热,最高点温度达72.7℃,环境温度为29.0℃,设备正常点温度为29.1℃,经计算得相对温差为99.6%,测试时线路负荷为:76mw,电流为:399a;#13杆a相跳线靠大号侧第一只并沟线夹有明显发热现象,最高点温度达:141.6℃,环境温度为32.7℃,设备正常点温度为35.7℃,经计算得相对温差为:99.2%,测试时线路负荷为:81mw,电流为:430a。
而且随着负荷增加发热点温度还会提高,必需尽快采取有效手段和方法消除缺陷。
否则,将会影响整个电网的安全运行。
(1)#8杆发热情况分析架空线路跳线一般都用两个并沟线夹过流(图1),在一般情况下,发热的只是其中的一个线夹(设线夹2发热)。
在人们的思想中,总是认为这是由于线夹2接触不好即电阻大所引起,在处理时仅处理线夹2,但过不久线夹2又会发热。
本人认为线夹2发热在很大程度上取决于线夹1的接触电阻,如果线夹1的接触电阻小,即使线夹2的接触电阻大些(当然不是很大),线夹2也不会发热,具体分析如下。
电气设备接头过热危害分析及治理措施
电气设备接头过热危害分析及治理措施摘要:变电所内的各类电气设备的接头、线夹和母线连接处、并接部位以及隔离开关的动、静触头,高压开关触头等设备,由于制造质量、安装工艺、调试手段、设计不合理等诸多因素的影响,有时会出现不正常的发热现象,如果不及时进行处理会使故障蔓延扩大,有的会引起燃弧、放电;有的会使热量传导至设备内部,直接造成设备损坏,危及电力系统的安全稳定运行。
本文通过分析电气接头过热的原因,针对性地提出解决电气接头过热的方法,避免由于接头过热引发的事故发生,保证电网连续、安全运行。
关键词:接头过热:原因:危害:治理措施电网是由各个发电厂、变电所内各种电气设备和输电线有序连接而成。
电气设备、输电线的连接形成数目众多可以拆卸的设备接头。
电网运行中会遇到电气设备接头过热的现象,如果处理不当,不仅影响设备的正常运行,还会导致电气设备绝缘击穿,连接部位变形、熔断,甚至严重危及电气设备的安全可靠运行。
因此,日常工作中必须高度重视接头发热这个隐患,正确掌握设备接头发热原因,及时跟踪运行中的温度变化情况,有效控制隐患,可以大大减少电力系统的故障,还可提高供电的可靠性,确保电网能正常、安全运行。
1设备接头发热的原因根据多年检修经验发现,造成设备接头发热的主要原因是接头电阻值过大。
由于电流流过接头时会将一部分电能转化成热能,当电流一定时,电阻值越大越容易引起接头发热,温度越高,发热量越大,接头就越容易被氧化,电阻值将越大。
长时间下去就会使设备接头腐蚀加剧、材质劣化严重,形成恶性循环。
当接头的温度超过最高允许温度时,接头会在短时间内严重受损,出现绝缘破坏、烧毁断裂等情况,从而引起事故。
?设备接头的发热程度取决于接头处的接触电阻的大小。
接头处接触电阻则是由两个导体的接触面相互接触而形成,其阻值的大小取决于两个导体能有效接触的面积的大小、接触面的压力、接触面的腐蚀程度。
由此可见,造成电气接头过热的具体原因主要有:1)接触面积的大小设备接头的接触面积过小,接头的有效载流截面积过少,接头的有效载流能力将减小,当通过较大电流时,会引起接头发热。
高压开关柜内接头发热事故的分析及解决
要】 介 绍 了高
【 关键词 】 密封 ; 事故 ; 监测 ; 在线
中推广应用 . 设 备的健康水平 也有了明显提高 . 但 是仍有很 多老 旧设 0 I 言 多数属 高 压开关 柜是配电系统的主要组成部分 . 是接 收和分配 电能 的成 备还在运行 很多旧设备选用 的导体材料 电导率 不满足要求 . 于导体原材料 纯度不够 . 断路器在正常运行条 件下 . 其导 流部分发热 套 开关 设备。 量高 , 温升大 . 造成开关柜 内温度持续升高 . 京港变京 1 0 1 开关 ( 额度 1 . 高 压 开 关 柜 概 况 电流 以下) 在节 日保电期 间出现高温 , 没办 法停 电检修 。 只能靠大功率 1 . 1 高压开关 柜的应用概况 节后停电检修 . 断路器接触 电阻合 格( 整体 ) 。 怀疑是断路 3 . 6 k V 4 0 . 5 k V高压开关 柜是 由敞开式开关设备发展而来 。 其结 构 的风扇降温 . 器导流部分材质差 造成 形 式主要 有箱 型 、 间隔型 、 铠装型三种 。高压开关 柜以其安全可靠 、 结 构紧凑 、 占地省 、 操作方便等优点 , 在开 闭站 、 小 区配电室 、 变 电站 内广 泛使用 。 1 . 2开关 柜结构 特点 高压开关 柜的一次设备分布在 3个相互独立 的隔室 内. 分别是母 线 室、 断路 器室 、 电缆室。按有关的规程要求 , 除实现 电气连接 、 控制 、 通 风而必须在隔板上 开孔外 所有 隔室呈 封闭状态 ,按 G B / r I ' 1 1 0 2 2 — 1 9 9 9规定外 壳防护等级至少应达到 I P 2 X .隔室间防护等级也至少 要 达到I P 2 X 。 在电缆室有连接 出线 电缆 的 3 ( 或更多 ) 个 主接头 与连 接旁 路 刀闸的十几个 接点 在断路器室 内的断路器手车上一般有 6 个 主插 头. 有 1 8 个 流过负荷 电流的连接点 : 以上所说 连接 点直接流过负荷 电 流. 当负荷较 大时存 在隐患的连接点就会发热 。由于发热点在密封柜 内. 运行 中的柜 门禁止 打开 , 值班人员 无法通 过正常 的监视 手段发 现 发热缺 陷。发热严重时接头会变红甚至熔断 . 直接造成生产事故 。 l - 3 高压 开关柜 接头事 故统计 高 压柜内接头发热事故在 近几年屡有发生 l O k V开关直接承 担 用 户负荷 . 其中不少是重要负荷 . 如果发生 突然停 电事故 . 不但会造 成 不 良的社会影 响, 而且 给供 电部门造成很大的经济损失。
特高压直流换流站接头发热原因分析及处理
特高压直流换流站接头发热原因分析及处理当电力线路在长期服役后,一些线路上的设备开始显现出部分缺陷的端倪,显著增加了换流站的检修以及维护工作。
电力设备间的连接接头(以下简称接头)是整个特高压直流换流站最重要的通流环节之一。
对于接头来说,阻抗值是其最为重要的一个参数,如果阻抗值比较大,当大电流通过时,就会产生大量的热量。
这些热量快速在接头处聚集,致使接头的物理强度迅速下降,如果热量过多,还可能导致熔化和熔断,严重威胁到电力系统的安全稳定运行。
因此,有必要分析特高压直流换流站接头发热原因,并提出防止接头发热的相关治理措施。
标签:特高压直流换流站;接头发热;原因;治理措施1发热原因分析某特高压直流换流站在2017年至2018年总共发生了92次接头发热异常,进而导致高压直流临时停运8次,引起电网负荷限制,严重影响到了电力系统的安全可靠性。
通过综合分析,导致接头发热的原因可以归结为以下三种。
1.1设计裕度不足在该站接头发热故障中,其中直流停运8次中有7次都属于发热位置的设计裕度不足,在92次发热异常中,76处接头发热中都存在设计裕度不足,占比高达82.6%。
例如西门子技术换流阀电抗器接头和西开直流刀闸软连接,其载流密度超过了0.4A/mm2,而标准值仅为0.0936A/mm2,这就使得发热异常现象十分严重。
1.2安装工艺质量管控不到位在上述8次停运故障中,其中因为涂抹了过多的导电膏,进而出现结块现象就多达6次。
同时,螺栓出现松动也时有发生,这些因素均是安装工艺不达标。
1.3金具质量不良在上述接头发热中,有一处接头的载流密度为0.0473A/mm2,由标准值可知,该设计裕度是足够的。
然而依然出现了发热现象,经过详细探查后发现,该位置的金具质量严重不达标,表面较为粗糙。
2特高压直流换流站接头发热问题治理措施2.1设计标准分析针对500kV及以下电压等级的交流设备来说,如果电流超过2000A,而且选择的是铜质材料作为接触面两侧材料时,应该确保其载流密度控制在0.12A/mm2以内。
某直流换流站高压穿墙套管发热故障分析与处理
某直流换流站高压穿墙套管发热故障分析与处理摘要:自2017年开始,云南电网进入异步联网状态,通过特高压直流与南方电网主网进行异步联网运行。高压直流换流站的安全运行状态,决定了省级电网与区域主网异步互联运行可靠程度。高压穿墙套管是换流站中较昂贵的单体设备之一,且大部分以国外进口为主。高压直流穿墙套管一旦损坏,其更换时间较长。同时,穿墙套管是换流场高压导线进入阀厅的唯一通道,其性能良好程度和设备健康状态直接关乎整个高压换流站的运行安全等级。若穿墙套管长期发热运行,则必将导致套管内部绝缘性能下降、密封性破损和运行寿命缩短,甚至发生烧毁和恶性高压电气事故。此外,直流穿墙套管的故障还会造成换流器与单极线路闭锁,而单极线路闭锁又会使直流系统产生较高的接地电流,从而引发直流偏磁危害,并严重威胁换流站电气系统的运行安全。关键词:换流站;穿墙套管;发热现象;故障检测1穿墙套管长期过热运行概况2020年8月27日,某高压换流站极II高端400kV穿墙套管的接头处温度高达61.1℃,而穿墙套管正常运行的温度应小于40℃。2021年1月18日,运维人员在换流站检修期间对该穿墙套管进行了检测。经现场测试,导电杆与导线抱箍接头的回路电阻为25.3μΩ。拆壳后发现穿墙套管内部有凸起现象和局部被氧化的痕迹。运维人员采用细砂纸进行了打磨、清洁等一系列处理,处理后接头回路电阻值为5μΩ。后经满负荷运行检测,穿墙套管接头处温度为24℃,满足运行要求。2021年3月11日,运行人员通过红外测温仪监测到极II高端阀厅400kV穿墙套管的出线软母连接处存在发热现象,温度高达74.8℃,而同位置极I相接头的温度为45.6℃。2021年3月15日,运维人员再次对400kV穿墙套管接头发热现象进行处理,拆壳前导电杆与导线抱箍接头回路电阻为11μΩ,处理后回路电阻降为5μΩ,处理投运后套管仍发热,温度仍高达70℃左右。2021年3月21日,满负荷时红外巡视发现该处最高发热温度竟达91℃,严重威胁穿墙套管的寿命。换流站运行人员立刻向调度部门申请紧急停运处理,以防止穿墙套管内部烧毁或发生单极闭锁。2穿墙套管发热故障原因分析2.1发热故障套管回路电阻测试基于该穿墙套管连续出现高温度运行的情况,2021年3月21日换流站运行人员向调度部门第一次申请停电开展检查处理。待高压换流站极II停电后,对该穿墙套管进行了多点回路电阻测试,各测试点所测得的回路电阻值均在143.1~157.4μΩ范围内。具体各接触面接触电阻计算对比值见表1。表1各接触面接触电阻计算对比值测试结果表明,法兰盘与导电杆间接触电阻、导电杆与抱箍间接触电阻比第一次处理后偏小,说明穿墙套管的发热与接触电阻存在一定关联。2.2发热故障套管内SF6气体检测对设备运行时套管内SF6气体产物进行分解分析,并未发现HF物质,但CO气体含量和SF6气体微水含量升高。HF是穿墙套管内部温度达到250℃后SF6气体的分解产物,由于内部未发现HF物质,因此说明设备内部温度最高点并未达到250℃。而SF6气体微水含量虽比设备停运时高,但仍在标准范围内,说明SF6气体未受潮;穿墙套管正常运行状态下,CO气体含量一般在100μL/L以下,而该穿墙套管中CO气体含量早在2021年3月21日就高达178.2μL/L,超过最高限值。由此可断定发热故障曾导致套管内部绝缘材料出现一定量的分解。2.4套管内部连接分析该套管出厂试验回路电阻为36μΩ,由于套管回路电阻出厂试验为两端导电杆间的值,对各次测试取最小值,因此该套管处理后两端导电杆间的电阻值为85.6μΩ。套管主导电部分主要为铝材,套管处理后换算至20℃时电阻值为85.6×(225+20)/(225+28)=82.9μΩ,远大于出厂值(36μΩ)。结合套管结构及对套管的整体测温结果,将套管电阻简单分为两部分,一部分为户外端部法兰盘与内导电杆间电阻R,另一部分为R以外的电阻R′,假设套管所增加电阻全都是因户外端部法兰盘与内导电杆间电阻引起的,则R=36μΩ,R′=82.9-36=46.9μΩ。3处理措施及建议3.1处理措施该套管户外接头连接处拆接工序较为复杂,且各接触面所需打磨处理、设备恢复措施和安装工艺控制要求极高。经过两次打磨处理,安装恢复后仍发现法兰盘与导电杆接触电阻相比户内同位置部位明显偏大,不符合安装工艺要求。为此,通过更换导电杆及法兰盘与导电杆间铜铝过渡片,并小心精细地打磨,经过多次处理和测试,直至各接触面的电阻值比处理前明显偏小。经过多次处理后,户外接头与处理前各接触面接触电阻计算对比值见表2表2处理后各接触面电阻从表2的计算比值可看出,处理前户外部分的法兰与导电杆之间的接触电阻偏大,为10.2μΩ,户内的相同位置的接触电阻在10.0μΩ左右,户外部分第三次处理更换了新的导电杆及铜铝过渡片后,接触电阻明显减小,为6.2μΩ;户外部分法兰盘与导电杆间接触电阻、导电杆与抱箍间接触电阻比处理前及前两次处理后明显减小,与套管户内相同位置的接触电阻基本相当;抱箍与导线间在首次处理后的三次不同时间测试中数据存在一定的差异,但均符合要求。3.2故障处理建议经过本次对穿墙套管发热故障的原因分析和处理总结,本文建议在穿墙套管发热套管的拆壳、解体检查时,应重点检测套管内部各接触面的接触电阻。同时,运维管理人员应定期掌握各穿墙套管内部各回路电阻的变化情况,建议将该直流穿墙套管回路电阻测试纳入换流站的交接试验及预防性试验项目,以便于及时分析判断套管内部连接的完好状况。另外,由于穿墙套管运行允许的最高温度与通过电流存在一定的数学关系,因此建议生产厂家结合套管的结构和工作原理,给出准确、详细的计算公式和步骤。结语高压直流换流站是远距离、跨区域和“西电东送”的重要组成设施,穿墙套管过热故障会威胁换流站的运行安全,甚至引发一系列恶性电气故障或事故。为提高穿墙套管的运行可靠性,避免穿墙套管再次发热故障,本文对该穿墙套管的发热故障原因进行了详细分析和大量的测试与计算,确定了发热故障是由穿墙套管端部密封法兰盘与内部导电杆间的接触电阻偏高造成的。希望通过本文介绍,能为类似发热故障的预防和处理提供经验参考。参考文献[1]刘志远,于晓军,李秀广,李江涛,郭洁,何家欣,虞江华.直流换流站中性母线避雷器组故障仿真研究[J].电瓷避雷器,2022(02):86-92.[2]束洪春,任敏,单节杉,田鑫萃,薄志谦.换流站阀侧交流接地故障电流快速抑制方案[J/OL].电力自动化设备:1-13.[3]殷培峰,闫海兰.桥式故障限流器在直流输电系统故障限流技术中的应用[J].兰州石化职业技术学院学报,2022,22(01):14-16.。
电气设备接头发热原因统计分析及预防措施
电气设备接头发热原因统计分析及预防措施摘要:在高压电网输送过程中,常常会出现各种接头发热故障,导致区域性输变电工作无法顺利运行。
文中就超高压输电公司某局所发生的多起接头发热故障进行了统计分析,并积极调研其发热原因,通过将电气设备进行分类,针对性地提出了各自类型出现接头发热的预防处理措施,以便为后续工作提供便利。
关键词:电气设备;接头发热原因;预防措施如今,随着人们对电力能源的使用量越来越高,整个输变电系统的日常巡检维护工作更加重要。
不同电力企业的专业人员利用各种有效技术手段开展电气设备的断复引工作,可能在操作上出现一定的失误与偏差导致大量电气设备接头发热。
一旦出现电气设备的接头发热故障,就可能导致区域内的停电检修次数增多,这样并不利于整个电力输变网络以及各电力设备的安全可靠性,可能导致网架功率传输与电网利用率的大幅下滑。
多年来,各供电企业已经组织人员并部署技术力量开展专项接头发热故障的原因分析,同时努力提出相应的改善之策。
因此,本文以超高压输电公司某局辖属5个重要换流站为对象,将某一年度内出现的接头发热缺陷积极统计分析,研究致因与策略,具有十分重要的意义。
1超高压输电公司某局电气设备接头发热统计分析以2011年为例,超高压输电公司某局下辖5个重要换流站,先后共出现电气设备接头发热故障110起,经过统计,各换流站点的实际故障数如表1所示。
由表可知,5站的发热次数占首位,随后是4、2、3站,1站的发热次数最少。
5站中集中了大量的35kV设备,而对2站而言,主要在滤波器场与平波电抗器均压环处出现大量发热现象。
表1超高压输电公司某局下辖各换流站接头发热故障统计通过对上述110起电气设备接头发热故障的原因分析,可整体上分为几类。
其中出现的35例故障在实际的人员检查检测中并未查明具体的发热原因,所以对于该出发热的处理基本采用加涂导电膏、重新紧固螺母、持续打磨接触面等手段,相关处理后再次利用红外测温仪器并未出现升温现象。
输变电设备接头过热的发现方法与防治措施
输变电设备接头过热的发现方法与防治措施输变电设备接头是指输变电设备之间以及设备与母线或电缆之间的电气连接部位。
近几年由于供电负荷迅速增长,加之部分设备未及时增容改造或维护不力,从而导致其接头过热现象时有发生,严重影响供电可靠性和电网的安全运行。
本人通过对本局数起接头发热缺陷归类分析,总结如下:一、起热原因:1、螺栓不配套或未拧紧、设备线夹或压接管配型不对,造成因压力不足起热。
2、接触面不平整、氧化或有污渍,螺栓压接不使用导电平垫,导线插入压接管长度不够,导致接头因实际接触面积过小起热。
3、铜、铝接头未妥善处理,造成氧化腐蚀。
4、外绝缘不足形成电火花起热。
5、环境污染导致连接电阻升高。
二、发现方法:1、根据天气变化检查。
在降雪或结冰天气,接头如无积雪或冰而有水蒸气出现;下雨天气,接头是干的并有热气流动,或伴有异常响声;夜间接头处有火花或发红现象;这些都说明设备接头接触情况不良,已经发热。
2、根据接头金属色变和产生气体检查。
铝材接头过热变白;铜材接头过热变浅红色;注油设备的接头处产生油烟并伴有烧焦气味产生,说明接头发热较严重。
标准金具生锈说明其连接绝缘差,火化放电并起热。
3、根据接头根部导线异常检查。
当接头根部有拔出痕迹,说明接触松动;当根部的材质有部分变色现象,说明接触不完全;当根部导线有断股现象,说明该导线已经疲劳。
4、根据示温蜡片或示温变色蜡纸检查。
设备停电时,在设备接头处贴上示温蜡片或示温变色蜡纸。
可以根据示温蜡片有软化、熔化现象或示温变色蜡纸出现红、绿颜色变化,来判断设备接头发热程度。
5、利用远红外诊断技术判断。
随着远红外诊断技术的推广,运行人员经常利用热成像仪或远红外测温仪对设备各部位测温,从而安全、准确、直观地掌握设备发热情况。
6、电网出现异常后应加强导体接头检查。
电网出现谐振、过负荷或短路接地时,很可能产生过电压或电动力,导致螺丝松动,线夹断裂,因此应在电网异常后加强导体接头温度测试和检查。
特高压直流换流站接头发热原因及治理研究
特高压直流换流站接头发热原因及治理研究摘要:本文以特高压直流换流站接头发热原因及治理研究进行讨论。
首先对我国特高压直流换流站接头发热的主要原因进行分析。
造成接头发热的主要因素在于螺栓头和螺帽的大小设计不合理、接头或线夹的表面氧化、接触面不平整及设计原因导致载流密度超过规定值;根据相关问题及形成因素提出特高压直流换流站接头发热治理措施。
通过设备接头力矩检查、精细处理接触面及均衡牢固复装,以此解决特高压直流换流站接头发热问题。
关键词:特高压;直流换流站;接头发热;原因;治理引言:高压直流变流站是一种既具备整流站、逆变站的设备,又兼有整流站和逆变站的功能,是交流输电的重要组成部分。
特高压直流换流站对于推动电网运行的高效运行、合理地设计,为电力工业的可持续发展起到至关重要的作用。
但从实质角度来看,特高压直流换流站的电力输送容量相对较大,电流、电压的级别较高,对相关电力设施间的连接接头阻抗控制值的要求也相对较高,倘若接头阻抗相对较高,在流入大电流的时候便会导致严重发热的现象。
本文主要分析特高压直流换流站当中接头产生发热现象的原因,并探讨一系列预防接头发热的治理对策。
1.特高压直流换流站接接头发热原因分析近年来特高压直流换流站多个节点都发生高温,导致电网的负荷有限,对供电可靠性造成极大的影响。
作为特高压直流换流站的关键部件,它的电阻是所有连接部件中最关键的部件,如果电阻值比较高,那么在大电流的情况下,接头就会发热。
由于焊接过程中产生的大量热量会导致焊接接头的力学性能降低,当温度超过一定程度时,焊接接头就会发生熔融,从而导致线路的安全和稳定运行受到不同程度的影响,具体如下:1.1螺栓头和螺帽的大小设计不合理有效电流载波区域是指在足够的压力下电流接触器的区域,螺母的截面面积和螺母的接触区域都是有效的电流传播截面。
在采用普通螺栓固定电触点时,因螺帽的外径太小,使得电触点的有效载流截面积不能达到有关规定;若将弹片固定在螺帽下,则弹片的外径小于螺帽外径,在拧紧时,螺帽的作用力一般都会作用在弹片上,弹片面积实际接触到的触点的面积等于弹片的受力面,这就是有效的电触片载电流区域,它的有效载流区比较小,从而引起器件的局部发热。
变电站运行设备发热原因及监控方法
变电站运行设备发热原因及监控方法一、发热原因1.电流过大:当变电站运行设备的负载超过设计负载时,设备内部产生的电流会增加,过大的电流会使设备发热。
这个问题通常可以通过调整负载使之不超过设备的额定负荷来解决。
2.电缆接头接触不良:电缆接头是将电缆与设备连接的关键部分,如果接触不良,电流就无法正常通过,从而产生发热现象。
定期检查和测试电缆接头的接触性能是防止电缆接头发热的有效方法。
3.设备结构问题:一些变电站运行设备的设计或制造存在问题,导致设备本身就会产生过多的热量。
这种情况下,需要更换或升级设备,以提高设备的散热性能。
4.环境温度过高:变电站通常设置在户外,环境温度过高会导致设备散热不良,从而产生发热现象。
在高温环境下,可以采取加装散热器或者增加通风设备等方式来减少设备的发热问题。
5.设备老化:设备的使用寿命较长后,内部的散热装置可能会出现老化,导致散热功能下降,从而产生发热现象。
针对这种情况,需要定期检查和维护设备,以保证散热装置的正常工作。
二、监控方法为了及时发现并处理变电站运行设备发热问题,需要采取有效的监控方法。
以下是几种常用的监控方法:1.温度监测系统:通过在设备上设置温度传感器,实时监测设备的温度变化。
当设备温度超过设定值时,系统将发出警报并记录相应的温度数据,以便后续分析和处理。
这种方法能够及时发现设备发热问题,并采取相应的措施进行处理。
2.红外测温技术:红外测温技术是一种无接触的测温方法,通过测量设备表面的红外辐射温度来判断设备是否发热。
这种方法可以对设备进行全面快速的温度监测,特别适用于大型设备和难以接触的设备。
3.电流监测系统:通过安装电流传感器来监测设备的电流变化,当设备负载过大时,系统将发出警报并记录相应的电流数据。
这种方法可以及时发现负载过大引起的设备发热问题,并采取相应的措施进行处理。
4.振动检测技术:通过安装振动传感器来监测设备的振动情况,当设备发生异常振动时,系统将发出警报并记录相应的振动数据。
35千伏输电线路导线接头发热故障分析与预防
35千伏输电线路导线接头发热故障分析与预防摘要:35千伏输电线路在阿克苏地区局域网中起到关键性供电,在线路运行中进行红外测温,发现的35千伏输电线路连接器尤其是接头发热危机缺陷导致断线事故,通过阿克苏现有的典型事例进行故障原因分析,找出发热的真正原因,特别是紧急缺陷。
提出有效的防范措施,预防此类发热异常现象再次发生,提高线路运行中的可靠性。
关键词:35千伏输电线路连接器发热严重危机缺陷防范措施35千伏输电线路主要是乡镇供电的基本电源,随着阿克苏地区乡镇的迅速发展,经济实力的不断增强,用电负荷也节节高升,因此35千伏输电线路的安全稳定供电就显得至关重要。
导线接头发热异常若未能及时发现、不能及时处理,其结果必然会因恶性循环而引发导线连接点熔焊、导线断裂等事故,对电力系统的安全运行造成很大的威胁。
虽然根据《架空送电线路运行规程》要求,巡视人员每个周期都对所管辖线路进行巡视,发现缺陷立即上报处理,但线路接头过热情况是用肉眼很难观察到的,我们输电运检中心一直采用红外测温仪对输电线路接头(耐张线夹、引流板、引流线并沟线夹、接续管等)进行红外测温监控,根据温差的不同,我们把接头发热异常情况分为以下几种:正常、监控、一般缺陷、严重缺陷三种。
一、接头过热故障原因分析根据多年的运行经验,我们对35千伏输电线路过热点的缺陷进行了系统的分析,总结出形成线路接头过热的主要成因:(1)在施工中导线打金钩,导致导线内部损失,因而降低了导线连接处的机械强度,容易引发断线事故。
(2)线路改造时,新旧线路导线截面积不同,在耐张杆塔处引流线连接处,采用并沟线线夹连接,并沟线夹压板受力不均存在送动现象,容易引发导线接头熔断事故。
(3)电缆架空混合线路,电缆的材质不同,分为铜电缆和铝电缆,导线一般为钢芯铝绞线,两种不同的材质连接容易引起接头处发热,两种相同的材质连接,线径不同连接处受力不均引起接头发热熔断现象。
(4)导线接续连接处,选用接续管型号与导线型号不匹配,造成接续管内部松动,或者施工工艺不当,造成内部发热熔断事故。
电力变电站运行设备发热原因及预防对策分析
电力变电站运行设备发热原因及预防对策分析电力变电站是电力系统中的重要设施,其运行设备的正常运行对整个电力系统的稳定运行具有重要意义。
在变电站设备运行过程中,发热问题一直是一大困扰,它不仅会影响设备的运行效率,还可能会导致设备损坏甚至发生火灾等严重后果。
对于电力变电站运行设备发热原因及预防对策进行分析,具有重要的指导意义。
一、发热原因分析1. 设备负荷过高电力变电站运行设备在承载负荷过高的情况下,会产生大量的热量。
这是由于负荷过高导致设备运行时能量消耗过大,而能量消耗越大,设备内部就会产生越多的热量。
2. 设备老化随着设备的长时间运行,设备内部的零部件会随着磨损而老化,存在散热不良等问题,导致发热现象的产生。
3. 环境温度过高环境温度是影响设备散热的主要因素之一,如果电力变电站周围环境温度过高,设备的散热效果就会变差,从而导致设备发热现象的产生。
4. 变电站设备内部散热不良5. 电路设计不合理电路设计不合理也是导致设备发热的原因之一。
如果电路设计存在漏电、短路等问题,就会导致设备发热情况的产生。
二、预防对策分析对于设备负荷过高的情况,可以通过合理分配负荷,保证设备运行在合适的负荷下,减少设备的发热情况的产生。
设备维护是保证设备正常运行的重要保障,通过定期的设备维护,可以及时发现设备的老化问题,并对设备进行及时维护,避免发热情况的产生。
3. 加强环境散热措施在夏季高温天气,可以加强设备周围的散热措施,保证设备运行环境的温度在合适范围内,避免因为环境温度过高导致设备发热现象的产生。
4. 定期清洁及换热器设备内部的清洁和换热器的清洁是保证设备内部散热良好的关键。
通过定期清洁及更换散热器,可以保证设备的散热效果良好,避免发热情况的产生。
5. 加强电路检查定期对电路进行检查,发现问题及时进行修复,避免因为电路问题导致设备发热的产生。
通过对电力变电站运行设备发热原因及预防对策的分析,可以更好地保证电力变电站设备的正常运行。
电气接头过热的原因及处理方法
电气接头过热的原因及处理方法电气接头过热是电路安装和运行过程中一种常见的故障现象。
如果电气接头过热的现象长期存在,会严重影响电路的正常运行,甚至会引发火灾等严重事故。
本文将分析电气接头过热的原因及处理方法。
一、电气接头过热的原因1. 接触不良。
电气接头的接触面积不足、接点质量差、松动、氧化等都会导致电气接头过热。
接触不良的时候,电气接头容易因为电流过大产生电火花,从而导致接头金属表面部分氧化,甚至烧坏。
2. 线路电阻过大。
线路电阻大会引起电流过大,造成电气接头发热、过热。
特别是在长距离传输电力的情况下,线路电阻特别大,电气接头更容易发生过热现象。
3. 温度过高。
温度高易导致电气接头部件变形,从而引发接触不良等问题。
同时,电气接头所处环境的温度高也会影响电气接头的正常工作,引发发热问题。
4. 高压电线电流过大。
高压电线电流太大会引导电气接头过热,并且相应的短路过电流可能会引发严重事故。
二、电气接头过热的处理方法1. 减小电流。
如果直接从源头减小电流是非常困难,这时我们可以考虑使用电感、电容器或电阻器等元件来进行阻抗匹配。
2. 加强接触。
可以通过加压、加热等措施改善接触不良问题。
3. 更换电气接头。
如果电气接头已经严重损坏,且无法通过清洗、刮擦等维护方法来恢复,就需要更换电气接头。
4. 加强维护和检查。
定期对电气接头进行维护、保养,检查接头的接触质量、紧固程度、老化、抗氧化能力等指标。
及时发现和解决电气接头过热的问题。
5. 选用优质电气接头。
电气接头的质量直接关系到电气接头的可靠性和安全性。
选择质量良好的电气接头,可以有效避免接头过热的问题。
三、结语电气接头在电路中具有重要的作用,但是它也是常见的故障点之一。
电气接头过热会引起电路不稳定、及时火灾等严重问题,所以对此问题要引起重视。
在电路安装和运行过程中,加强维护、检查和更换电气接头等措施是可以有效避免接头过热的问题的。
浅议高压输电线路发热故障的原因分析与处理
浅议高压输电线路发热故障的原因分析与处理摘要: 高压输电线路担负着输送和分配电能的任务,并联络各发电厂、变电站使之并列运行,其运行状态直接决定电力系统的安全和效益。
本文主要对一起110KV高压线路发热故障的成因与处理方法进行了分析,以供同仁参考。
关键词:110KV输电线路发热故障原因分析处理方法一、前言高压输电线路常见事故多由设备过热引起,电气设备热故障分外部热故障和内部热故障。
外部热故障主要指裸露接头由于压接不良等原因,在大电流作用下,接头温度升高,接触电阻增大,恶性循环造成隐患,此类故障占外部热故障的90%以上。
本文主要对一起110KV高压线路发热故障的成因与处理方法进行了分析,以供同仁参考。
二、高压线路发热的原因分析与处理方法某地段110kV线路一直处于大负荷运行,为保证线路安全可靠运行,线路运行人员对该线路进行了特巡,在巡查中,输电人员对各耐张杆塔的跳线连接点进行红外线成像测温工作。
测试中发现#8杆A相跳线面向大号侧第二只并沟线夹有明显发热,最高点温度达72.7℃,环境温度为29.0℃,设备正常点温度为29.1℃,经计算得相对温差为99.6%,测试时线路负荷为:76MW,电流为:399A;#13杆A相跳线靠大号侧第一只并沟线夹有明显发热现象,最高点温度达:141.6℃,环境温度为32.7℃,设备正常点温度为35.7℃,经计算得相对温差为:99.2%,测试时线路负荷为:81MW,电流为:430A。
而且随着负荷增加发热点温度还会提高,必需尽快采取有效手段和方法消除缺陷。
否则,将会影响整个电网的安全运行。
(1)#8杆发热情况分析架空线路跳线一般都用两个并沟线夹过流(图1),在一般情况下,发热的只是其中的一个线夹(设线夹2发热)。
在人们的思想中,总是认为这是由于线夹2接触不好即电阻大所引起,在处理时仅处理线夹2,但过不久线夹2又会发热。
本人认为线夹2发热在很大程度上取决于线夹1的接触电阻,如果线夹1的接触电阻小,即使线夹2的接触电阻大些(当然不是很大),线夹2也不会发热,具体分析如下。
干式空心电抗器发热原因分析及治理措施
干式空心电抗器发热原因分析及治理措施一、干式空心电抗器发热原因1.发热部位(1)主通流回路发热部位包括:搭接面、汇流排、匝间发热、层间发热。
(2)干式空心电抗器周围发热部位主要包括:1)本体螺栓、构架(铁磁材料)2)接地排、地网发热3)围栏及其他周围闭合环路发热2发热原因(1)搭接面螺栓松动、接触面不平整,接触电阻过大。
(2)匝间、层间短路或风道有异物堵塞,造成严重发热。
(3)电磁感应导致发热由于电抗器的物理性质和特殊的结构形式决定了电抗器运行时,在其周围将产生比较强烈的磁场,处于磁场强度范围内的导磁材料若形成闭合环路(如围栏、构架、环行地线)将产生一定数值的环流,感应电流大小与闭合环路垂直于磁场方向等效面积、磁场强度成正比;处于变化磁场内的导体也会产生涡流。
由于电磁环流和涡流的存在,不仅使材料局部发热产生高温,也会使电抗器有功损耗增加,同时也改变了电抗器磁场的分布,并对电抗器的参数造成一定程度的影响,影响电抗器的正常运行。
二、发热治理措施1.关于干式空心电抗器相关设计要求(1)GB50147-2010电气装置安装工程高压电器施工及验收规范10.0.7-2两相重叠一相并列时,重叠的一相绕相应相反,另一相与上面的一相绕相相反。
(现已不允许相间叠装,绕向供参考)10.0.7-3三相水平排列时,三相绕相应相同。
10.0.9干式电抗器附近安装的二次电缆和二次设备应考虑电磁干扰的影响,二次电缆的接地线不应构成闭合回路。
10.0.11干式电抗器上下重叠时,应在其绝缘子顶帽上,放置于顶帽相同大小且厚度不超过4mm的绝缘纸垫片或橡胶垫片;在户外安装时,应用橡胶垫片。
10.0.15-3支柱绝缘子的接地线不应构成闭合回路。
(2)GB50149-2010电气装置安装工程母线装置施工及验收规范3.3.3关于螺栓紧固的要求1)母线连接接触面应清洁,并应涂电力复合脂。
2)母线平置时,螺栓应由下向上穿,螺母应在上方,其余情况下,螺母应在维护侧,螺栓长度宜露出螺母2~3扣。
高压开关柜接头发热原因分析及预防
3 . 2 实行检修人 员责任制
用制度 的手段去影 响检修 和施 工人 员 , 提 高领导 的安全意 识, 做好人员 的安全教育 和培训 , 将安全责任 细分到每个人 , 实 行奖优罚劣 等措施 。
3 . 3 更新 老 旧设 备 , 推 行 新 工 艺 首先 , 推行直接监测法 。在接头上安装温度传感 器 , 将温度 信号集 中处 理 , 判断接头温度是否超过允许值 。其 次 , 推行间接 监测法 。在接头位置涂一 种特 殊涂料 , 使其在 规定温度 时发 出 特定气体 , 在柜顶部安装特定气体的传感器 , 当气体浓度达一定 值时发 出报警信 号。这 一方法 的技术难 点之一是 气体 的选择 , 该气体要求在空气 中含量少 , 不受被测物升温后 挥发气体 干扰。 难点之二是发 出气体 的涂 料 的稳 定性 , 要保证 涂料在室 温 中长
2 . 1 高压 开 关柜 检修 试 验连接 点连接 工作
不符合规范 。其次 , 检修试验人员紧 固螺栓不 到位 , 造成接头部 分接触面压力小 , 当负荷突增时该接头就会过热 。最后 , 检修工 作 责任制的落实不到位 , 这是 高压开 关柜接 头过热 的制度 性 因 素。
[ 2 ] 陈 国栋 . 1 0 k V小 车式封 闭开 关柜 内接头 发热原 因分 析及 预防
[ J ] . 科技创新导报 , 2 0 0 8 , ( 2 8 ) : 8 4 - 8 5 . [ 3 ] 卫颂歌. 推力瓦瓦温升高的原因分析及应采取 的措施 [ J ] . 中国新 技术新产 品, 2 0 1 1 , ( O 1 ): 9 0 - - 9 1 . [ 4 ] 胡坚 , 裘简涛. 变 电站 直流系统 接地原 因分 析及对 策 [ J ] . 江西 电 力, 2 0 0 9, ( 0 3 ) : 4 3 - 4 4.
高压架空输电线路导线连接点发热问题的分析
高压架空输电线路导线连接点发热问题的分析摘要:随着用电负荷和发电量的变化,原有输电线路受到载流能力、热稳定性等技术条件的限制。
如果高压输电架空线的接线没有正确连接或由于其他原因连接不良,接触电阻过大可能会导致发热。
本文较详细地讨论高压架空电力线接线点处的发热问题,供大家参考。
关键词:高压架空输电线;导线连接点;发热问题引言如果连接电路时点火电压过高,则会产生一些周期性应力,在此过程中会出现过热或电压消耗、电路连接、操作不当、电阻过高、线电压过高等现象。
随着电阻的增加,线路的温度增加并且变大。
因此,考虑到高压输电线路连接中的热点,采取了有效的措施来防止和消除发热问题。
1、高压输电线路导线连接点发热的问题在发电中,点对线的劳动力是最脆弱的地方,在运行过程中经常发生电路耗尽的情况。
在传输高压电力的过程中,由于电路故障,造成许多事故。
高压输电线路发热引起的接线问题导致事故的主要原因是电线氧化、接头松动和连接线安装不当引起的技术质量问题。
高压输电线路所处位置和长时间暴露在大气中的综合作用力,导致导线与空气中的反应性化学气体过度接触,引起附着气体的氧化和腐蚀。
导线产生金属并继续推进相关技术工作的方法,增加的表面电阻和处理不当造成线路运行过程中的严重腐蚀,线路的接触电阻不断增加和松动,在过程中导线导体的位置使电路产生振动,横截面导线电阻的严重腐蚀增加了电路在接触过程中的接触面积,从而产生了斑点引起的接触损坏现象。
它们在接触过程中的摩擦过程中发热,当电源线插入并打开时,连接技术是专业线路连接过程中的主要问题。
在管道工作期间,技术人员的操作线相互之间没有连接,有些甚至看起来很松散。
在温度和关节松弛的影响下,线夹正在开发中,可以长时间使用而无需在连接电线的过程中同时使用任何电气化合物,水分渗入电线并将线夹附着在电线上,增加了电线的接触面积并增加了其电阻,这是发生在电线和高压传输线连接处的发热问题。
由于传输线暴露在空气中,增加了长时间的风或加热振动和波动环境,尤其是在阻力、振动频率期间,接触线可能会松动,张力夹磨损非常严重。
高压配电网运行电气节点发热成因及应对策略分析
高压配电网运行电气节点发热成因及应对策略分析
周朝 杰 福建省霞浦县供电有限公司
【 摘 要 】文章结合 电力生产实际, 围绕1 0 k v 以及下配电网运行 4 ' 4 触 电阻的大小。 气 节点发热的突出问题 , 根据冬季高峰 负 荷下设备测温普查情况, 分析 了 节 3 . 导 致 节点发 热 的主 要原 因处 理 以及检 测 对策 研 究 点发热的现状 及其影响节 点发热的因素, 介绍了当 前电气节 点的测温检测技 ( 1 ) 红外 线热成像测温技 术
形成 热量分布图像 。 所谓 的红外线 , 指的是 电磁波谱 中处 于微波波 段以 及红 光 ( 可见 ) 之间的一种 极为特 殊的红 外光 。 而红 外线成像 仪器这是
一
1 . 节点 发热 现 象 以及相 关 的分 布规 律分 析 通 过相应 的传感装 置以及光学 镜头进行成像 , 其成像 的实际原理 为: 任 在2 0 1 2 年 间, 在我 国某 个城市 中用电高峰期 时间内 , 这一个 城市的 何温 度不在 绝对 零度 以下 , 其 表面就 会根 据其 实际温 度 向外 部 不间断 电力部 门开展 了针对 l O k v 以下 的 电网特 别巡查 任务, 具体 时 间保 持为 的发散红外 线。 而物 体本身的温 度不 同, 那么其辐射 的能量 大小也会不 个月, 在 整个特 别巡检 的过 程中, 一共发 现了出现节点 发热的 缺陷处 同。 而 红外热成像仪器则是 通过光学成像物镜 、 光机 扫描系统以及 红外 共2 7 0 处 左右 , 在其 中发 热缺 陷比较严 重的大 约6 3 处, 发 热缺 陷发生 线探测装 置, 在对于 物体不进行 任何接触 的情况下, 对 物体表面辐 射的 处集 中在 公共使 用的低压 变 压器的开 关处 以及连 接 线夹 的位 置。 对于 热量 进行 探测并且成像 , 并且将这 种热 信号转 变为相应 的电信号 , 再经
直流换流阀TVM板发热预测及预警方法
直流换流阀TVM板发热预测及预警方法
游俊良;刘羽超;古智鹏
【期刊名称】《电工技术》
【年(卷),期】2022()24
【摘要】为了提前发现TVM故障隐患,提出一种基于数据关联性分析的TVM板温度预测及预警方法。
通过阀厅红外测温系统、阀厅环境监测系统和直流功率计划曲线系统获取换流阀TVM板温度、阀厅温湿度和直流输送功率,建立TVM板温度预测模型,实现对TVM板温度预测及发热预警,可以提前发现TVM板的温度异常,及时发现TVM板设备隐患,保障直流输电系统安全稳定运行。
【总页数】3页(P210-212)
【作者】游俊良;刘羽超;古智鹏
【作者单位】中国南方电网超高压输电公司广州局
【正文语种】中文
【中图分类】TM721
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特高压直流换流站接头发热原因分析及治理
发表时间:2019-05-17T15:37:44.663Z 来源:《电力设备》2018年第32期作者:刘强[导读] 摘要:特高压直流换流站电力输送容量大,电压、电流等级高,对电力设备之间的连接接头阻抗控制值要求较高,如果接头阻抗较高,在通过大电流时就会造成严重发热。
(国家电网有限公司运行分公司宜宾管理处四川宜宾 644000)摘要:特高压直流换流站电力输送容量大,电压、电流等级高,对电力设备之间的连接接头阻抗控制值要求较高,如果接头阻抗较高,在通过大电流时就会造成严重发热。
分析特高压直流换流站接头发热原因,并提出防止接头发热的相关治理措施。
关键词:特高压;接头发热;治理
随着国民经济的发展,特高压直流换流站工程规模迅速扩大,其站内通流回路接头端子局部过热的缺陷造成的设备故障屡见不鲜[1],严重影响了电网的安全稳定运行。
1发热情况统计
1.1严重发热统计
按工程统计,导致停运的10次严重发热中,宾金直流4次,占40%;锦苏直流4次,占40%;复奉直流2次,占20%。
按发热部位统计,西门子技术换流阀5次,占50%;西开直流刀闸3次,占30%;平高直流刀闸1次,占10%;西电换流变GIS出线套管1次,占10%。
1.2发热异常统计
全部114处发热按工程统计,宾金52处,占45.6%;锦苏37处,占32.5%;复奉13处,占11.4%;天中12处,占10.5%。
按发热部位统计,换流阀电抗器及并联避雷器接头发热44处,占38.6%;直流刀闸接头及软连接发热26处,占22.8%;套管(穿墙套管)本体及接头发热13处,占11.4%;GIS套管底部导流排连接处发热12处,占10.5%;直流断路器接头发热4处,占3.5%;平抗接头发热4处,占3.5%;GIS出线套管接地引下线与构架连接点发热4处,占3.5%;零磁通CT接头发热3处,占2.6%;其它部位发热4处,占3.5%。
2发热原因分析
经分析,造成发热的原因主要有设计裕度不足、安装工艺质量不到位、金具质量不合格。
要解决发热问题,需从以上三方面综合治理。
(1)设计裕度不足。
在造成直流停运的10次发热异常中,有9次发热部位的设计裕度严重不足,占90%;全部114处发热异常中,83处存在设计裕度不足情况,占72.8%。
如西门子技术换流阀电抗器接头和西开直流刀闸软连接,载流密度超过了0.4A/mm2,远大于标准值0.0936A/mm2,在运行中发热最严重。
(2)安装工艺质量管控不到位。
10次停运处理中,6次存在导电膏涂抹过多结块、螺栓松动等安装工艺问题。
(3)金具质量不良。
造成临停的西电换流变GIS出线套管接头发热异常,该接头载流密度为0.0473A/mm2,设计裕度应足够,其发热原因为金具质量不良、表面粗糙。
3设计裕度不足排查治理措施
3.1设计标准
按照DL/T5222—2005《导体和电器选择设计技术规定》,对于500kV及以下电压等级交流设备,当电流大于2000A,接触面两侧均是铜质材料时,载流密度不能大于0.12A/mm2;接触面两侧均是铝制材料时,载流密度不能大于0.0936A/mm2。
接头分为外部接头和内部接头两种,其中外部接头指设备与外部金具相连的接头,一般由设计院负责连接方案;内部接头指设备内部各部分之间的连接,由设备制造厂自行设计和控制。
目前直流接头尚无明确标准,本次排查中外部接头按DL/T5222—2005标准控制,内部接头参照该标准。
对于无明确规定的铜铝过渡接头,参照接触面两侧均是铝质材料的标准执行。
3.2问题描述及整改措施
3.2.1西门子技术换流阀电抗器
问题描述:接头载流密度达到0.4~0.5A/mm2,而同类型ABB接头控制在0.11A/mm2以内,中电普瑞控制在0.16A/mm2以内。
相比之下,西门子技术阀电抗器接头面积过小,在所有设备中发热问题最严重。
如图1所示,圈内的是阀电抗器发热的4个接头。
图1阀电抗器接头发热位置图
整改措施:采用U型母线包住接触端头,使得阀电抗器4个端头的接触面增大1倍,即载流密度减小1/2,可以明显降低该处的发热温度。
目前西电公司正在进行厂内试验。
3.2.2西门子技术换流阀并联避雷器
问题描述:接头载流密度为0.108~0.195A/mm2,设计裕度不足,在运行中多次出现发热异常。
整改措施:通过将单面连接改为双面连接,增大接触面积,可将载流密度控制在标准范围内。
3.2.3HITACC公司供货的直流场零磁通CT问题描述:HITACC公司供货的直流场零磁通CT主要有IDNC、IDNE、IDEL1、IDEL2、IDME、IDGND,部分CT两侧接线板面积偏小,载流密度为0.153A/mm2左右,设计裕度不足。
整改措施:采取金具向前延伸的方法增大接触面积,可将载流密度降至0.111A/mm2左右。
3.2.4ABB供货的阀厅中性母线直流穿墙套管问题描述:两侧接头载流密度为0.112A/mm2,设计裕度不足。
整改措施:更换金具并将金具靠设备方向延伸,增加金具和设备接头的接触面积,降低载流密度。
金具厂进一步研究在金具上设计散热片,加大散热效果的可行性。
3.2.5西开400kV刀闸动、静触头侧接头问题描述:动、静触头侧接头载流密度在0.1~0.16A/mm2,设计裕度不足。
整改措施:增大动触头接线板面积,并将单面连接改为双面连接,接触面积从30264mm2增大到75564mm2,载流密度可下降至0.066A/mm2;静触头接线板面积由73418mm2增大至75564mm2,载流密度可降低到0.066A/mm2,如图2所示。
图2西开400kV刀闸动、静触头侧接头图
3.2.6平高800kV刀闸静触头侧软连接问题描述:静触头侧软连接载流密度为0.29A/mm2,设计裕度不足。
整改措施:通过L形板、之形板将导电带另一侧端面与形触头导电零件相连。
改进后,接触面载流密度可降至0.15A/mm2左右。
3.2.7北京电力设备厂供货的平抗问题描述:平抗进出线接头载流密度在0.095~0.11A/mm2,略大于标准要求。
整改措施:研磨平抗本体接头底部加强筋两侧接触面,增加导流板,最终实现平抗接头双面载流,从而增加接触面积、降低载流密度,满足标准。
4对新建特高压直流工程防止措施
(1)尽快制定直流接头标准。
现行标准DL/T5222—2005《导体和电器选择设计技术规定》适用于交流设备,建议针对直流输电运行特点尽快制定相关标准,为设计、制造提供依据。
(2)将设备与金具连接的外部接头纳入设计院工作范畴。
由设计院对全站接头进行校核、把关,设计文件中应包含接头材质、有效接触面积(去除螺栓孔面积)、载流密度、螺栓标号、力矩要求等,设计图纸中应包含接头形状和面积计算。
(3)将设备内部接头载流密度控制纳入成套设计范畴。
由经研院负责在设备规范书中明确设备内部接头的载流密度要求,对设备温升试验提出更高要求,并在监造中严格把关。
(4)严把采购关。
将金具采购纳入甲供材范围,严格按设计院确认的方案采购金具,严禁金具在装配现场开孔,确保其质量合格。
(5)严格安装工艺质量控制。
研究主通流回路接头的安装工艺,对施工单位进行培训和过程管控。
安装结束后,对每个接头进行力矩和直阻测量并作为初始值存档。
结语
特高压直流换流站接头发热是我们不能忽略的重要一点,要不断完善接头方面减少接头发热的出现,这样一来直流换流站才能稳定运行。
参考文献:
[1]赵畹君.高压直流输电工程技术[M].北京:中国电力出版社,2009.
[2]国家电网公司.换流站运行[M].北京:中国电力出版社,2012.
[3]中国电力科学院.电气设备交接试验标准[M].北京:中华计划出版社,2016.。