500kV高壓電抗器中性點(diǎn)套管將軍帽發(fā)熱原因處置策略

云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司文山供電局 羅太琨

1 發(fā)熱缺陷現(xiàn)場(chǎng)處理情況

富硯乙線高壓并聯(lián)電抗器電壓等級(jí)為500kV，設(shè)備型號(hào)為BKD-50000/550-110，額定容量為50MVA，生產(chǎn)廠家為特變電工衡陽(yáng)變壓器有限公司，2015年3月出廠、6月投運(yùn)。A相中性點(diǎn)套管額定電壓和工頻電壓分別為126kV 和255kV，電容量和額定電流分別為237pF 和630A。在其中性點(diǎn)套管將軍帽中出現(xiàn)發(fā)熱情況，A 相和B 相、C 相的熱點(diǎn)溫度分別為61.5℃、30.8℃、35℃，以總調(diào)檢修工作為依據(jù)對(duì)缺陷故障進(jìn)行分析和處理，防止缺陷問(wèn)題對(duì)設(shè)備安全造成影響。在工作中可采取紅外測(cè)溫技術(shù)以更加直觀地看到故障位置及特點(diǎn)，為后續(xù)檢修工作提供依據(jù)。

1.1 檢查前分析

在對(duì)發(fā)熱故障檢查前進(jìn)行綜合評(píng)估和分析，有利于更加準(zhǔn)確的判斷故障原因。在設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)由于振動(dòng)等因素的影響使套管導(dǎo)電桿和將軍帽出現(xiàn)接觸不良的情況，這是引起將軍帽發(fā)熱的主要原因。此外，在外界因素的影響下或構(gòu)件設(shè)計(jì)制造問(wèn)題，使接線端子緊固螺栓與將軍帽接線樁出現(xiàn)松動(dòng)的情況，也會(huì)導(dǎo)致接觸不良的問(wèn)題，進(jìn)而引發(fā)發(fā)熱缺陷[1]。為保障故障處理的高效性及專(zhuān)業(yè)性，在班組開(kāi)展檢修作業(yè)時(shí)應(yīng)由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)，主動(dòng)增進(jìn)與生產(chǎn)廠家的交流溝通，防止操作不當(dāng)而引發(fā)設(shè)備其他故障，保障現(xiàn)場(chǎng)操作規(guī)范性。

1.2 故障分析

針對(duì)500kV 高壓電抗器中性點(diǎn)套管將軍帽發(fā)熱現(xiàn)象進(jìn)行全面檢查，通過(guò)高抗直流電阻測(cè)試的方式獲得精確的參數(shù)，各運(yùn)行參與符合標(biāo)準(zhǔn)要求。通過(guò)油色譜和微水分析的方式檢查中性點(diǎn)套管和高抗本體，各項(xiàng)數(shù)據(jù)也都符合標(biāo)準(zhǔn)要求。A 相高抗本體及中性點(diǎn)套管微水、油色譜數(shù)據(jù)如表1所示，總烴、H2、C2H2和微水值都符合規(guī)程相關(guān)參數(shù)要求[2]。檢修人員針對(duì)設(shè)備實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)熱缺陷未出現(xiàn)在套管接線端子和導(dǎo)線端子當(dāng)中，同時(shí)也不存在緊固螺栓松動(dòng)和接線樁松動(dòng)狀況，因此發(fā)熱缺陷并不存在于將軍帽的外部而在內(nèi)部當(dāng)中。

表1 A 相高抗本體及中性點(diǎn)套管微水、油色譜數(shù)據(jù)

為此，應(yīng)以將軍帽的內(nèi)部為檢查重點(diǎn)，分析引發(fā)發(fā)熱缺陷的原因。不同程度的發(fā)熱痕跡和燒傷痕跡等出現(xiàn)在內(nèi)部變壓器導(dǎo)電桿螺紋和將軍帽內(nèi)螺紋當(dāng)中，主要是由于套管導(dǎo)電桿和將軍帽的接觸不良而引起發(fā)熱缺陷，針對(duì)燒傷痕跡進(jìn)行清理。燒熔點(diǎn)通常出現(xiàn)在導(dǎo)電桿外螺紋當(dāng)中，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)較多的黑色痕跡。為進(jìn)一步分析故障問(wèn)題，需對(duì)將軍帽進(jìn)行拆除處理，松動(dòng)狀況是影響套管導(dǎo)電桿和將軍帽使用性能的主要因素[3]。

2 發(fā)熱缺陷原因分析

2.1 將軍帽安裝方式

從套管頂部的導(dǎo)電桿定位套拉出導(dǎo)電桿，在定位銷(xiāo)插孔中插入定位銷(xiāo)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)將軍帽，確保內(nèi)螺紋與導(dǎo)電桿外螺紋的良好咬合效果。借助于套管儲(chǔ)油柜頂部的安裝法蘭上的四個(gè)將軍帽固定螺紋孔和將軍帽固定孔安裝四個(gè)M12的螺栓，確保將軍帽的良好固定效果[4]。變壓器套管將軍帽結(jié)構(gòu)如圖2，圖中1～12依次為接線樁、將軍帽、固定螺栓、內(nèi)螺紋、固定孔、導(dǎo)電桿、導(dǎo)電桿外螺紋、將軍帽固定螺紋孔、套管儲(chǔ)油柜、導(dǎo)電桿定位銷(xiāo)、定位銷(xiāo)插孔、導(dǎo)電桿定位套。

圖1 將軍帽內(nèi)部圖

圖2 變壓器套管將軍帽結(jié)構(gòu)圖

2.2 發(fā)熱原因

通過(guò)對(duì)套管導(dǎo)電桿和將軍帽進(jìn)行拆卸處理及紅外測(cè)溫分析，能確定引起將軍帽發(fā)熱的原因是套管導(dǎo)電桿和將軍帽接觸不良。因此需對(duì)將軍帽的發(fā)熱原因進(jìn)行深入分析，以便從根源上加強(qiáng)控制，防止在設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)類(lèi)似的故障。在套管導(dǎo)電桿中安裝將軍帽時(shí)需保障緊固操作的規(guī)范性，但仍存在較為嚴(yán)重的偏差狀況，使螺紋孔和固定孔無(wú)法形成密切配合，其偏差度在180°左右，無(wú)法保持在同一條直線當(dāng)中。

該類(lèi)問(wèn)題的存在會(huì)對(duì)外螺紋和內(nèi)螺紋的壓力造成影響，相較于正常狀況而言其載流面積也會(huì)下降。在設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，隨著螺紋間壓力的不斷下降，載流面積也會(huì)越來(lái)越小，因此受到電流作用導(dǎo)致接觸電阻升高，這是引發(fā)電弧現(xiàn)象和發(fā)熱缺陷的根本原因[5]。因此，在處置500kV 高壓電抗器中性點(diǎn)套管將軍帽發(fā)熱缺陷時(shí)應(yīng)從其影響因素及特點(diǎn)入手，確保處理措施的針對(duì)性及有效性。

3 發(fā)熱缺陷的處置策略

在處理將軍帽的發(fā)熱問(wèn)題時(shí)應(yīng)引入先進(jìn)技術(shù)手段，可為檢修人員起到良好的輔助作用，加快缺陷問(wèn)題的檢查與處理速度，防止對(duì)變電站的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)造成影響。其中，紅外測(cè)溫技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用效果較好，不僅能提高缺陷檢測(cè)效率，且具有便捷性和非接觸的特點(diǎn)，能達(dá)到在線故障診斷目的，防止影響設(shè)備的正常運(yùn)行，具有良好的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)[6]。針對(duì)將軍帽上的紅外輻射，可借助于光學(xué)系統(tǒng)對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行采集，通過(guò)光學(xué)濾波對(duì)光敏表面中的輻射能量進(jìn)行分析，顯示為紅外圖像為工作人員提供更加直觀的參考，以便更加快速的定位故障位置及范圍等。在實(shí)踐工作中通常會(huì)采用動(dòng)態(tài)紅外測(cè)溫技術(shù)對(duì)將軍帽的發(fā)熱缺陷實(shí)施檢測(cè)，能對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行全面評(píng)估，同時(shí)明確缺陷的影響程度，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化存儲(chǔ)與處理。

開(kāi)展日常檢查。油浸式電抗器和油浸式變壓器等也是變電站中常用設(shè)備，在運(yùn)行過(guò)程中也應(yīng)及時(shí)開(kāi)展日常檢查工作，通過(guò)停電預(yù)試方式檢查套管和將軍帽運(yùn)行情況，通過(guò)緊固檢查方式預(yù)防發(fā)熱故障[7]。在開(kāi)展檢查工作時(shí)應(yīng)構(gòu)建完善的制度體系，明確各個(gè)階段的檢查職責(zé)和范圍，使工作人員能夠嚴(yán)格遵循制度要求，防止在工作中出現(xiàn)形式化的問(wèn)題。根據(jù)變電站的工作要求和設(shè)備運(yùn)行情況編制合理的日常檢查計(jì)劃，明確檢查周期和內(nèi)容，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題時(shí)應(yīng)及時(shí)上報(bào)，由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行處理。

采取糾偏措施。偏差問(wèn)題容易出現(xiàn)在將軍帽固定螺紋孔和將軍帽固定孔當(dāng)中，因此也應(yīng)采取有效的糾偏措施，確保套管將軍帽的良好緊固效果，防止在設(shè)備運(yùn)行中造成嚴(yán)重的松動(dòng)問(wèn)題。將薄銅片設(shè)置在套管導(dǎo)電桿頂部位置是一種常用的糾偏措施，能使將軍帽與套管導(dǎo)電桿的接觸面積擴(kuò)大，從而防止接觸不良的問(wèn)題出現(xiàn)。在選擇薄銅片的材質(zhì)時(shí)應(yīng)與導(dǎo)電桿材質(zhì)保持一致，防止對(duì)導(dǎo)電性能造成影響。