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        一起110kV 電壓互感器電磁單元局部發(fā)熱異常分析與處理

        2023-12-04 07:22:12謝斯晗劉昌標(biāo)吳承福李文燕張翾喆
        中國(guó)設(shè)備工程 2023年22期
        關(guān)鍵詞:罩殼電容式油箱

        謝斯晗,劉昌標(biāo),吳承福,李文燕,張翾喆

        (國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司超高壓分公司,浙江 杭州 311232)

        電容式電壓互感器(TYD)是通過(guò)串聯(lián)電容器分壓將一次高電壓變?yōu)楣┯?jì)量、測(cè)量及保護(hù)用的二次低電壓,電容式電壓互感器還可以將載波頻率耦合到輸電線,作為遠(yuǎn)方測(cè)量、長(zhǎng)途通信、遙控、電傳打字、選擇性的高頻保護(hù)等。與電磁式電壓互感器相比,電容式電壓互感器可以有效防止鐵心飽和引起的鐵磁諧振。

        部分電壓互感器電磁單元第三繞組上裝有速飽和電抗器型阻尼器,其作用是抑制CVT 可能產(chǎn)生鐵磁諧振,其工作原理是在電壓小于臨界值時(shí)阻抗極大,使得回路相當(dāng)于斷路,而在電壓略高于臨界值時(shí)阻尼電阻導(dǎo)通,從而能有效抑制諧振。

        本文針對(duì)巡視過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的電壓互感器電磁單元溫度異常現(xiàn)象,通過(guò)外觀檢查,后臺(tái)電壓數(shù)據(jù)核對(duì),紅外精確測(cè)溫,實(shí)驗(yàn)室解體,最終確定發(fā)熱原因?yàn)樽枘崞鹘饘僬謿づc油箱內(nèi)壁之間存在搭接形成了金屬閉合回路導(dǎo)致發(fā)熱,并對(duì)此類(lèi)發(fā)熱可能導(dǎo)致的后果,后續(xù)處理措施進(jìn)行了總結(jié),對(duì)今后同型號(hào)設(shè)備、相似結(jié)構(gòu)設(shè)備的日常巡視及檢修具有指導(dǎo)意義。

        1 異常情況

        1.1 設(shè)備基本情況

        檢測(cè)對(duì)象為某變電站1 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變、2 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變,生產(chǎn)廠家江蘇XX 互感器有限公司,TYD110/√3-0.01W3。現(xiàn)場(chǎng)所用紅外熱像儀生產(chǎn)廠家FLIR,型號(hào)T630sc。

        1.2 現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

        某日,巡視發(fā)現(xiàn)2 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變C 相電磁單元比A、B 相高2℃左右,1 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變B 相電磁單元比A、C 相高2.4℃左右。查詢前次檢修試驗(yàn)記錄,包括檢修作業(yè)執(zhí)行卡,驗(yàn)收記錄,檢修電容分壓器的主絕緣、介損及電容量,中間變壓器的二次繞組絕緣電阻、N 點(diǎn)絕緣電阻,均未見(jiàn)異常。采用T630C 紅外測(cè)溫儀對(duì)1 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變、2 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變電磁單元進(jìn)行精確測(cè)溫,數(shù)據(jù)如表1 所示。

        表1 紅外檢測(cè)數(shù)據(jù)

        從圖1 ~4 中可以看到,1 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變?nèi)唷? 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變?nèi)嚯娙萜鞅倔w、電磁單元無(wú)大面積或整體發(fā)熱現(xiàn)象,但1 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變B 相、2 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變C 相電磁單元均存在局部熱點(diǎn),且局部熱點(diǎn)均位于電磁單元油位觀察窗與二次接線盒之間的圓角棱邊上,其中1 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變B 相電磁單元熱點(diǎn)與A、C 兩相相同部位溫差約2.1℃,2 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變C 相電磁單元熱點(diǎn)與A、B 兩相相同部位溫差約2.1℃。

        圖1 1 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變紅外檢測(cè)圖譜

        圖2 2 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變紅外檢測(cè)圖譜

        圖3 1 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變B 相

        圖4 2 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變C 相

        根據(jù)廠家提供的該型號(hào)壓變電磁單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖5 可看到,電磁單元局部熱點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的油箱內(nèi)部元件正是并接在第三繞組上的速飽和電抗器型阻尼器,其作用是用于抑制CVT 可能產(chǎn)生鐵磁諧振,其工作原理是在電壓小于臨界值時(shí)阻抗極大使得相當(dāng)于斷路,而在電壓略高于臨界值時(shí),阻尼電阻導(dǎo)通從而能有效抑制諧振。

        圖5 壓變電氣原理及電磁單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

        圖6 油位計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

        另外,現(xiàn)場(chǎng)檢查設(shè)備外觀無(wú)滲漏油、異響等明顯異常現(xiàn)象,查看后臺(tái)保護(hù)裝置上二次電壓采集正常。

        1.3 設(shè)備解體情況

        對(duì)壓變電磁單元進(jìn)行解體,該型號(hào)壓變電磁單元內(nèi)所使用的阻尼器外部有一個(gè)金屬罩殼(與電磁單元油箱外殼同為碳鋼材料),金屬罩殼表面以及油箱內(nèi)壁均噴有絕緣漆,如圖5 所示。在正常情況下,阻尼器的金屬罩殼與油箱之間通過(guò)阻尼器中間的支柱及固定螺栓進(jìn)行連通,但是阻尼器金屬罩殼邊緣與油箱之間距離僅有幾毫米空隙,當(dāng)人工裝配阻尼器金屬罩殼時(shí)有所偏差,金屬罩殼極易與油箱內(nèi)壁發(fā)生接觸,在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中,由于振動(dòng)導(dǎo)致阻尼器金屬罩殼與油箱之間的絕緣漆脫落,形成了“金屬罩殼-油箱壁-支柱及固定螺栓-金屬罩殼”閉合回路,當(dāng)阻尼器通有交流電壓時(shí),上述閉合回路內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電流,而金屬罩殼與油箱壁接觸處為點(diǎn)狀接觸,接觸電阻大,因此該處將會(huì)呈現(xiàn)明顯的局部熱點(diǎn)。

        因此,綜合以上現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)以及檢查結(jié)果,判斷1 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變B 相、2 號(hào)主變110kV 側(cè)C 相電磁單元存在局部熱點(diǎn)原因?yàn)樽枘崞鹘饘僬謿づc油箱內(nèi)壁之間存在搭接形成了金屬閉合回路。阻尼器金屬罩殼并不串接在阻尼回路中,基本不影響壓變一、二次回路的正常運(yùn)行,但“金屬罩殼-油箱壁-支柱及固定螺栓-金屬罩殼”閉合回路與阻尼線圈之間電場(chǎng)相互作用,可能會(huì)對(duì)阻尼器的伏安特性存在影響。

        2 結(jié)語(yǔ)

        1 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變B 相、2 號(hào)主變110kV 側(cè)壓變C 相電磁單元存在溫差約2.1K 的局部熱點(diǎn),熱點(diǎn)均位于電磁單元油位觀察窗與二次接線盒之間的圓角棱邊上,對(duì)應(yīng)油箱內(nèi)部阻尼器安裝部位,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、檢查結(jié)果以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖,初步判斷電磁單元存在局部熱點(diǎn)原因?yàn)樽枘崞鹘饘僬謿づc油箱內(nèi)壁之間存在搭接形成了金屬閉合回路。

        由于阻尼器金屬罩殼并不串接在阻尼回路中,不影響壓變一、二次回路的正常運(yùn)行,但“金屬罩殼-油箱壁-支柱及固定螺栓-金屬罩殼”閉合回路與阻尼線圈之間電場(chǎng)相互作用,可能會(huì)對(duì)阻尼器的伏安特性存在影響。

        3 后續(xù)運(yùn)維檢修建議

        (1)加強(qiáng)駐廠監(jiān)造對(duì)設(shè)備制造工藝流程的管控,提高損傷或潛在損傷元件的出廠檢測(cè)率,確保產(chǎn)品出廠質(zhì)量合格。(2)加強(qiáng)對(duì)同型號(hào)設(shè)備、相似結(jié)構(gòu)電容式電壓互感器的紅外跟蹤檢測(cè),積極開(kāi)展電容式電壓互感器及其電磁單元的在線監(jiān)測(cè)工作,及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷,排除事故隱患。(3)加強(qiáng)巡視力度,發(fā)現(xiàn)電容式電壓互感器存在油位異常、二次電壓異常、異響等情況時(shí),結(jié)合帶電檢測(cè)、停電試驗(yàn)等方式進(jìn)行檢查處理,防止事故擴(kuò)大。

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