王慧萍 秦海波 方伊莉

（中國能源建設(shè)集團(tuán)南京線路器材有限公司，南京 211500）

換流站閥廳金具載流能力試驗(yàn)方法分析

王慧萍 秦海波 方伊莉

（中國能源建設(shè)集團(tuán)南京線路器材有限公司，南京 211500）

本文提出在換流站閥廳金具載流能力考核中引入絕對(duì)溫升試驗(yàn)，以期為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供借鑒。

換流站 閥廳金屬 絕對(duì)溫升試驗(yàn) 載流能力

1 閥廳金具溫升試驗(yàn)方法

依據(jù)GB/T11022-2011，絕對(duì)溫升試驗(yàn)是指先在高壓開關(guān)設(shè)備中通入試驗(yàn)電流，待溫度趨于穩(wěn)定后，對(duì)比各部位的溫升值與溫升限值。目前，在換流站中，一般采用絕對(duì)溫升試驗(yàn)檢測電氣設(shè)備的載流能力。例如，GB/T11022-2011規(guī)定，在一定試驗(yàn)條件中，開關(guān)與控制設(shè)備在環(huán)境空氣溫度≤40℃時(shí)的溫升不得大于溫升限值。對(duì)于閥廳金具，其內(nèi)部電氣一般采用純鋁絞線與鑄鋁合金抱夾焊接的方式連接，而其外部則由管母線與鑄鋁合金抱夾經(jīng)螺栓來實(shí)現(xiàn)剛性連接，表明閥廳金具電接觸結(jié)構(gòu)的連接方式與高壓開關(guān)設(shè)備接線端子相同，但與架空線路上的接續(xù)金具和耐張線夾，則存在本質(zhì)區(qū)別。另外，閥廳金具一般在閥廳內(nèi)部運(yùn)行，則其載流部分的受力較小或不受力及其接觸電阻較為穩(wěn)定。據(jù)此表明，采用絕對(duì)溫升試驗(yàn)方法檢測閥廳金具的載流能力不僅可行，還可簡化試驗(yàn)流程和改善試驗(yàn)效果，建議將該方法引入換流站閥廳金屬載流能力測試中。

2 閥廳金屬載流能力試驗(yàn)方法

2.1 溫升試驗(yàn)

在載流能力試驗(yàn)中，選用閥廳二通金具，其作用是實(shí)現(xiàn)電氣連續(xù)和2根Φ300管母線的角度轉(zhuǎn)換，其中在金具的中間設(shè)有6根LJ-1120鋁絞線，而在其兩端則采用鑄鋁合金管母抱夾，且與中間結(jié)構(gòu)焊接在一起。在試驗(yàn)時(shí)，電流選取5600A，并按“L”型布設(shè)試品，其兩端分別與Φ300*10管母線連在一起，同時(shí)采用絕對(duì)溫升試驗(yàn)方法。圖1所示為溫升的埋點(diǎn)示意圖。

圖1 閥廳二通金具溫升埋點(diǎn)

結(jié)合圖1，管母線溫升值相對(duì)較低，與閥廳金具鑄鋁件基本持平并比軟導(dǎo)線略低。但管母線的通裕度較大，則其溫升值為25K時(shí)，仍低于其他電氣設(shè)備。雖然閥廳金具的溫升值比管母線高，但與規(guī)定的50K相比，仍較低。據(jù)此表明，唯有采用絕對(duì)溫升試驗(yàn)方法，才能保證試品順利通過試驗(yàn)。

2.2 電流分布均勻性測試

在閥廳金具的內(nèi)部，主要經(jīng)若干并聯(lián)型純鋁絞線和鑄鋁合金抱夾實(shí)現(xiàn)電氣連接，具體采用的是焊接方式。但在焊接后，無法直接測量每一根導(dǎo)線和鑄件回路的電阻，則無法直接檢測純鋁絞線是否牢固地與鑄鋁合金抱夾焊接在一起，且一旦其中存有虛焊問題，則問題處的接觸電阻會(huì)在運(yùn)行條件改變時(shí)不斷增大，電流會(huì)有所降低，并最終引發(fā)發(fā)熱現(xiàn)象。對(duì)此，為穩(wěn)定每一根導(dǎo)線的接觸電阻，應(yīng)逐一檢查每一根純鋁絞線的焊接質(zhì)量，以使其電氣負(fù)荷一致。為在不損壞零件的條件下完成焊接質(zhì)量的檢測，筆者針對(duì)若干并聯(lián)型純鋁絞線開展電流分布均勻性測試，即按每一根導(dǎo)線承受的電流來判斷其焊接質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，具體如圖2所示。

圖2 電流分布均勻性測試

在閥廳金具電流分布均勻性試驗(yàn)中，激勵(lì)為由Sorensen SG 6U提供的直流電流，負(fù)載為閥廳金具，而其母線則與電流源輸出的“+”“-”極相連，即先通過電流傳感器，將流經(jīng)每一根軟導(dǎo)線的電流的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出，再通過示波卡傳入上位計(jì)算機(jī)，并用專業(yè)的上位機(jī)軟件處理，這樣既可儲(chǔ)存數(shù)據(jù)結(jié)果、展示電壓波形信號(hào)，又可對(duì)若干導(dǎo)線所承受的電流分布進(jìn)行實(shí)時(shí)測量。針對(duì)前文提及的閥廳二通金具，其測量結(jié)果見表1。

表1 閥廳二通金具軟導(dǎo)線電流的分布

結(jié)合表1可知，閥廳二通金具軟導(dǎo)線平均電流的偏差最大達(dá)4.2%，而當(dāng)單根導(dǎo)線通流比平均電流大時(shí)，便需對(duì)其通流能力校核，以保證其不大于這一導(dǎo)線負(fù)載的最大值。針對(duì)電氣設(shè)備載流導(dǎo)體所開展的溫升試驗(yàn)，建議在1.2倍額定電流的條件下開展長期通流溫升試驗(yàn)，注意導(dǎo)體表面的溫升值不得大于規(guī)定值。此外，在出廠試驗(yàn)中，建議進(jìn)一步規(guī)范換流站閥廳金具的通流偏差，即在考核時(shí)，以單根導(dǎo)線的實(shí)際通流不大于1.15倍額定通流為準(zhǔn)，如此可保證電流的分布偏差不大于額定通流的15%。

3 結(jié)語

在換流站閥廳金具國產(chǎn)化的發(fā)展道路上，深入研究其載流能力試驗(yàn)尤為關(guān)鍵。在本案，筆者提出如下建議：一是應(yīng)用絕對(duì)溫升試驗(yàn)方法，其中溫升限值取40K；二是開展電流分布均勻性測試試驗(yàn)，其中對(duì)于電流分布偏差，單根導(dǎo)線不得大于額定通流的15%，如此便可保證閥廳金具的載流能力達(dá)標(biāo)。

[1]楊國華，常林晶，徐光輝，等.換流站閥廳金具載流能力試驗(yàn)方法探討[J].高壓電器，2016，（1）：170-174.

[2]王剛，常林晶，張博，等.基于溫升的閥廳連接金具設(shè)計(jì)方法[J].高壓電器，2016，（1）：86-93，100.

[3]梅念，陳東，傅穎，等.高壓直流輸電工程閥廳金具設(shè)計(jì)電流[J].電力建設(shè)，2013，（7）：47-50.

[4]丁永福，王祖力，張燕秉，等.±800kV特高壓直流換流站閥廳金具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[J].高壓電器，2013，（9）：13-18.

Analysis of Flow Capacity Test Method of Converter Station Valve Hall Fittings Load

WANG Huiping, QIN Haibo, FANG Yili
(China energy construction group nanjing circuit equipment Co., Ltd., Nanjing 211500)

This paper introduced the current carrying capacity assessment of absolute temperature rise test in converter station valve hall fittings is put forward, in order to provide reference for the formulation of relevant standards.

converter station, valve hall metal, absolute temperature rise test, current carrying capacity