玉田水電站10 kV室開關(guān)柜發(fā)熱原因分析及處理

米宏昌

（中廣核玉田能源發(fā)展有限公司，四川甘洛616850）

玉田水電站10 kV室開關(guān)柜發(fā)熱原因分析及處理

米宏昌

（中廣核玉田能源發(fā)展有限公司，四川甘洛616850）

開關(guān)柜在電力系統(tǒng)的輸送和分配中起著至關(guān)重要的作用，而多數(shù)開關(guān)柜安裝在封閉的室內(nèi)，由于生產(chǎn)材料和安裝工藝等因素，開關(guān)柜發(fā)熱在所難免。本文針對玉田電站開關(guān)柜運行長期發(fā)熱的現(xiàn)象，分析了開關(guān)柜發(fā)熱的原因和實際運行中的處理措施及處理后的效果，對同類型開關(guān)柜發(fā)熱處理具有借鑒意義。

開關(guān)柜；發(fā)熱；原因

0 概述

隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，很多戶外式高壓開關(guān)改為戶內(nèi)。戶內(nèi)高壓開關(guān)具有維護簡單，使用壽命延長，節(jié)約空間等多重優(yōu)點，然而，多數(shù)戶內(nèi)高壓開關(guān)建造在封閉的室內(nèi)，由于生產(chǎn)工藝和安裝工藝等多重因素，導(dǎo)致開關(guān)柜發(fā)熱嚴(yán)重。長期處于高熱環(huán)境的二次接線和包裝絕緣老化速度加快，嚴(yán)重影響運行安全，存在較大的安全隱患。如何避免和消除高壓開關(guān)柜嚴(yán)重發(fā)熱成為必須攻克的難題。

1 電站10 kV室開關(guān)柜情況介紹

玉田水電站裝機容量3×31 MW，機組出口采用兩段封閉式共箱母線引至升壓站。1F、2F由10 kVⅠ段母線引至1B主變，3F由10 kVⅡ段母線引至2B主變。自2013年1月18日投產(chǎn)以來，高負(fù)荷運行時發(fā)現(xiàn)10 kV室共箱母線振動聲音異常，開關(guān)柜、機組出口PT柜、進(jìn)線及勵磁PT柜溫度異常升高，最高柜體溫度可達(dá)58℃。停運后開箱檢查，發(fā)現(xiàn)多處絕緣撐桿處螺栓松動，經(jīng)維護人員緊固后，共箱母線振動明顯減小，但10 kV柜體溫度還是較高。緊固后運行不到一周左右，共箱母線振動又加劇。

2 開關(guān)柜發(fā)熱原因分析

可能的發(fā)熱源有兩個，①本身大電流的共箱母線，②開關(guān)柜體。由于共箱母線采用的是電導(dǎo)率差的鋁質(zhì)材料，熱動力穩(wěn)定性較差，再加上振動異常加劇，共箱母線外殼又是全封閉式的，不利于散熱，導(dǎo)致溫度升高。

待共箱母線振動消除后，溫度異常較高的是進(jìn)線及勵磁PT柜、開關(guān)柜、機組出口PT柜，而共箱母線外殼溫度趨近于室溫，說明發(fā)熱源不是共箱母線，而在進(jìn)線及勵磁PT柜、開關(guān)柜、機組出口PT柜內(nèi)。據(jù)初步分析，柜內(nèi)易形成過熱故障的部位如下：①10 kV側(cè)的母排、開關(guān)都是設(shè)置于開關(guān)柜狹小的空間內(nèi)，母排為增加絕緣往往使用絕緣熱縮套管，如母排銅質(zhì)不過關(guān)或連接點不緊固會造成接觸電阻增大；②開關(guān)柜隔離手車的靜、動觸頭咬合不緊、接觸不良形成相應(yīng)的空隙，電流在此處形成局部放電，劇烈發(fā)熱升溫，運行中發(fā)生此類熱故障的概率較高；③柜內(nèi)電流互感器（CT）采用全密封環(huán)氧樹脂澆注式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)一次繞組及鐵心散熱效果均較差，且在大電流回路中一般會增加兩個連接接頭發(fā)熱源，導(dǎo)致大電流運行時內(nèi)部CT發(fā)熱問題嚴(yán)重。

再者，開關(guān)柜的柜門采用的是全金屬封閉外殼，這大大約束了開關(guān)柜熱量排出效率。這些易過熱部位發(fā)出的熱量得不到有效疏散，導(dǎo)致柜內(nèi)溫度升高。

還有可能原因為柜體渦流發(fā)熱。高壓開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料組合選擇不當(dāng)，大電流母排穿越開關(guān)柜擋板，若擋板采用圓形導(dǎo)磁鋼質(zhì)材料，則大電流會在鋼質(zhì)的擋板形成渦流，渦流損耗發(fā)熱會導(dǎo)致嚴(yán)重的異常升溫。

3 處理措施

（1）消除共箱母線的振動。經(jīng)過與共箱母線廠家技術(shù)專家一致協(xié)商和同意，在共箱母線原有絕緣撐桿之間增加一組金屬卡片，用來卡緊三條鋁排。如圖1所示。

圖1 10 kV共箱母線

（2）增加局部風(fēng)冷，在發(fā)熱特別厲害的機組出口開關(guān)柜、機組出口PT柜、進(jìn)線及勵磁PT柜的下方柜門處增加排風(fēng)扇，如圖2所示。

圖2 10 kV室開關(guān)柜體

（3）加強10 kV開關(guān)室通風(fēng)。采用內(nèi)墻3臺2.2 kW的大功率風(fēng)機向外抽風(fēng)，外墻3臺2.2 kW的大功率風(fēng)機向內(nèi)送風(fēng)，這樣形成空氣對流，帶走發(fā)熱量。如圖3所示。

（4）針對共箱母線溫度自開關(guān)室至機組出口遞減的情況，在開關(guān)室的下方至機組段共箱母線上蓋板采用打成針孔網(wǎng)狀形式，增大共箱母線的散熱。

圖3 風(fēng)機

（5）切斷渦流。在母線穿過開關(guān)柜的擋板處開一條縫，打破圓形以達(dá)到切斷渦流，或者擋板換成導(dǎo)磁率低的材質(zhì)。考慮到經(jīng)濟和工期等多方面原因，我站采用的是開縫切斷圓形鋼質(zhì)擋板，切斷渦流。

（6）最重要一點就是平時運行加強監(jiān)視，特別是高負(fù)荷環(huán)境溫度高的夏季。采取一天三輪班，每輪班測一次10 kV室柜體溫度，遇到突然增加到高負(fù)荷運行時還需特別測量一次。

4 總結(jié)

自增加絕緣撐塊后，消除了共箱母線振動異常，排除了發(fā)熱源位于大電流共箱母線鋁排的可能，證實了發(fā)熱源處于開關(guān)柜內(nèi)。通過以上對10 kV室通風(fēng)和柜體的改造，10 kV室內(nèi)開關(guān)柜、機組出口PT柜、進(jìn)線及勵磁PT柜溫度得到了有效控制，溫升在規(guī)定范圍內(nèi)。說明找對了發(fā)熱源，改造措施具有明顯成效，對同類型10 kV室內(nèi)開關(guān)柜發(fā)熱處理具有借鑒意義。

[1]童春祖，李繼發(fā).高壓開關(guān)柜發(fā)熱原因及措施分析[J].河南科技，2014（06）.

[2]劉立燦.大電流開關(guān)柜發(fā)熱故障的原因分析和處理[J].電工技術(shù)，2013(11).

TM591

B

1672-5387（2017）02-0032-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.02.011

2015-07-24

米宏昌（1987-），男，技術(shù)員，從事水電站運營維護管理工作。