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        某電廠出線線路T型線夾發(fā)熱的原因分析與處理

        2020-12-23 02:00:28
        機電信息 2020年32期
        關鍵詞:型線發(fā)熱量出線

        冀 鵬

        (江蘇華電通州熱電有限公司,江蘇南通226300)

        0 引言

        某電廠發(fā)電機組為2×200 MW燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組,于2016年12月正式建成并投運,按發(fā)電機-變壓器組單元接線方式接入220 kV廠內(nèi)升壓站內(nèi)。220 kV升壓站采用雙母線接線方式,4回主變進線,1回啟備變進線,2回出線分別至電網(wǎng)。該電廠出線線路由導線、耐張線夾、三角聯(lián)板、直角掛板固定到龍門架上,通過跳線與站內(nèi)一次設備進行電氣聯(lián)系。

        出線線路長期暴露在戶外,運行環(huán)境復雜,使得線路設備易產(chǎn)生銹蝕、磨損和發(fā)熱等問題,其中線夾發(fā)熱是輸電線路運行中經(jīng)常出現(xiàn)的問題之一。在電廠雙機運行高負荷情況下,T型線夾發(fā)熱問題尤其突出,如不及時消除,會影響發(fā)電量的正常輸送,嚴重時會發(fā)生熔斷事故,從而造成機組非停事故。為此,本文重點對電廠出線發(fā)熱突出點進行分析和研究,為日后解決線夾發(fā)熱問題提供一些參考。

        1 事故經(jīng)過

        2019 年8 月27 日,環(huán) 境 溫 度32 ℃,1/2、3/4號機組雙機運行。紅外熱成像如圖1所示,26A7線路A相出線T型線夾處溫度為66.5 ℃,B相熱點溫度為36.8 ℃,C相熱點溫度為35.6 ℃,A相紅外測溫高出其他兩相約30 ℃。

        2019年9月6日,環(huán)境溫度30℃,1/2、3/4號機組雙機運行。用紅外成像儀檢查26A7線路A相出線T型線夾最高溫度為65.7 ℃,B、C相溫度為36.2 ℃,其中A相比B、C兩相高出29.5 ℃。

        連續(xù)紅外跟蹤觀察26A7線路A相出線T型線夾溫度,發(fā)現(xiàn)未有上升趨勢,且與其他兩相溫度差維持在30 ℃以下。根據(jù)帶電設備紅外診斷應用規(guī)范(DL/T 664—2016),該缺陷判斷為一般缺陷,可選擇適當時機停電處理。帶電設備紅外診斷應用規(guī)范如表1所示。

        2 線夾發(fā)熱機理

        線夾的發(fā)熱量、散熱量受環(huán)境(溫度和濕度)、接頭接觸面狀態(tài)、負荷以及線夾溫度等因素的影響。發(fā)熱量與散熱量之間有一個平衡點,如發(fā)熱量大于散熱量,線夾的溫度就持續(xù)上升,線夾發(fā)熱,嚴重時甚至肉眼可看到線夾表面發(fā)紅。根據(jù)焦耳定律,電流將電能轉(zhuǎn)化為熱能,電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電的時間成正比,計算公式如下:

        圖1 紅外熱成像圖

        表1 帶電設備紅外診斷應用規(guī)范

        式中:Q為產(chǎn)生的發(fā)熱量;I為通過導線的電流;R為導線的接觸電阻;t為電流通電的時間。

        由此可知,導線發(fā)熱必須是有電流通過,而且導線有阻礙電流的作用,即有接觸電阻的存在,電阻越大,線路發(fā)熱量越多。線夾接觸電阻過大的主要原因有:(1)導線與線夾連接螺栓松動。(2)線夾內(nèi)導電脂質(zhì)量存在缺陷或者老化。(3)電纜接頭壓接質(zhì)量存在缺陷。

        3 原因分析

        線夾的發(fā)熱量受環(huán)境、負荷及線夾本身的影響。根據(jù)熱量的表達方程:線夾的發(fā)熱量Q=I2Rt可知,線夾發(fā)熱量與電流平方成正比。檢修人員調(diào)取當時電流曲線,發(fā)現(xiàn)三相電流平均為527 A左右,可排除電流對A相出線T型線夾發(fā)熱的影響。另外,電阻大小由導體性質(zhì)決定,如果線夾存在連接螺栓松動、接觸面有毛刺不平、電纜接頭壓接質(zhì)量不良,則接觸電阻會增大,從而引起線夾發(fā)熱。

        現(xiàn)場檢查T型線夾連接狀況,發(fā)現(xiàn)螺栓緊固,不存在松動現(xiàn)象;拆解T型線夾對接引流板,查看接觸面有導電膏發(fā)熱炭化的跡象,但接觸面仍平整光亮,無毛刺;查看對接引流板接觸面,平整、光亮,說明不存在接觸面處理不當?shù)那闆r。T型線夾接觸面如圖2所示,對接引流板接觸面如圖3所示。

        圖2 T型線夾接觸面標

        圖3 對接引流板接觸面

        檢修人員測量拆下的鋼芯鋁絞線兩端的絕緣電阻基本為0,用直阻測試儀測量兩端直阻值為0.497 mΩ;打開電纜接頭壓接處,檢查壓接牢固,無氧化現(xiàn)象,說明引下線電纜液壓壓接牢固。電纜接頭壓接如圖4所示。

        圖4 電纜接頭壓接

        綜上所述,判斷A相出線發(fā)熱原因為T型線夾與出線壓接不牢固導致,所以改接至耐張線夾處。目前,A相運行溫度為27 ℃,基本與其他兩相溫度一致。

        4 處理經(jīng)過

        根據(jù)焦耳定律可知,解決出線線夾發(fā)熱問題的辦法有兩個方向:(1)減小電阻;(2)減小電流。機組的發(fā)電量是由省調(diào)控制,電廠本身無法控制,所以只能通過增加引流部件進行分流,但實現(xiàn)過程較為困難。簡單易行的方法是減小接觸電阻,重新打磨線夾接觸面、緊固螺栓、涂抹導電膏,可減小接觸電阻,緩解線夾發(fā)熱問題。

        為徹底解決該隱患,本廠在通姜26A7線路停電后,拆解T型線夾對接引流板,更換新的鋼芯鋁絞線,現(xiàn)場重新壓接電纜頭,打磨耐張線夾接觸面,由原T型線夾改接至耐張線夾處。

        5 防范措施

        (1)相關人員加強對備品備件入庫驗收檢查,對架空線路金具把好入廠質(zhì)量關,杜絕劣質(zhì)產(chǎn)品。(2)相關人員嚴把施工質(zhì)量,螺栓緊固時必須用力矩扳手緊固,嚴格按照緊固力矩的數(shù)據(jù)大小施工,引流板光潔面要打磨使其表面光滑,連接耐張線夾。(3)相關人員跟蹤修后質(zhì)量,在夏季高溫期,及時測量發(fā)熱點溫度。聯(lián)系方天來廠開展紅外、紫外檢測。(4)舉一反三,對26A8、主變出線等高壓易發(fā)熱部位開展紅外測溫,做好數(shù)據(jù)對比分析。

        6 結(jié)語

        該線路復役后,持續(xù)對該區(qū)域內(nèi)溫度變化進行紅外跟蹤測量,26A7線路三相溫度一致,約為27 ℃,相比于異常時溫升顯著下降。經(jīng)處理后的線路運行紅外圖像如圖5所示。

        圖5 經(jīng)處理后的線路運行紅外圖像

        修后線路運行正常,各更換的新部件運行工況良好,無異常放電、氧化現(xiàn)象,異常發(fā)熱故障經(jīng)更換引流線及線夾措施已經(jīng)被順利消除,運行至今,均無異常。

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