500kV主变中性点套管接头过热故障原因分析及处理

500kV主变中性点套管接头过热故障原因分析及处理

吴鑫1李剑2卢宾文3

吴鑫1李剑2卢宾文3

（安徽华电宿州发电有限公司安徽宿州234000）

摘要：介绍电力变压器中性点接地方式，分析了某发电厂主变中性点套管接头过热的原因及采取的措施，并提出了在以后的中性点回路检修、安装工作的注意事项及改进方案。

关键词：主变；线夹；发热

1引言

电力变压器中性点的接地方式一般有三种：不接地、经消弧线圈接地、直接接地。在中性点不接地系统中，当发生单相接地时，三相系统的对称性不被破坏，系统可以正常运行，只是非接地相的对地电压会相应升高，对绝缘不好，故也不容许长期运行。当系统容量大，线路较长时，接地电弧可能不能自行熄灭。为了防止电弧过电压，可采用经消弧线圈接地的方式。当发生单相接地时，消弧线圈中的感性电流能够补偿单相接地的电容电流。而中性点直接接地方式可以降低设备绝缘的费用。我国110kV及以上电网一般采用大电流接地方式或中性点有效接地方式，这样中性点电位固定为地电位，发生单相接地故障时，非故障相电压升高不会超过1.4倍运行相电压；暂态过电压水平也较低；故障电流很大，继电保护能迅速动作于跳闸，切出故障，系统设备承受过电压时间较短。因此，大电流接地系统可使整个系统设备绝缘水平降低，从而大幅降低造价。

2主变技术参数

某火力发电厂2*630MW机组，其中500kV主变由常州东芝变压器有限公司生产，冷却方式为强迫油循环风冷，调压方式为无载调压。额定容量：240MVA(绕组平均温升65K时)。额定电压：高压侧：525/√3±2×2.5%/20低压侧：20kV。变压器联接组标号：Yn,d11。端子连接方式：高压侧：500kV架空线，低压侧：20kV离相封闭母线，高压侧中性点：架空软导线。高压侧经中性点直接接地，即一次连接方式为N端使用母线连接到一起，构成中性点回路。变压器各相间输出能量依靠中性点构成回路，即中性点回路正常运行时流过与变压器一次电流相同的回路电流。

3缺陷发现及处理经过

2015年7月3日15:10左右，#2机组负荷474MW，#2主变高压侧电流约502A。精密点检人员对#2主变开展红外热成像检测时发现#2主变A、B、C三相中性点接地套管连接头温度分别为48.3℃、46.7℃、80.1℃，环境温度为35℃。近距离对2C主变中性点接地套管连接头进行测试，发现发热部位为2C主变中性点套管接头。

2015年7月4日，对#2主变A、B、C三相中性点接地套管接头发热部位跟踪红外检测，结果如下：

绝对温差：测量部位最大值-最小值

相对温差：*100%

按照《DLT664-2008带电设备红外诊断应用规范》金属部件与金属部件的连接接头温度大于90℃或相对温差大于80%为严重缺陷之规定，此处过热判断为电流致热型一般缺陷。正逢#2机主变近期有一次停机检修机会，且2C主变中性点套管接头外观无明显变化，决定在停机前监督运行，采取了以下措施：

（1）发电部交接班后对该部位的进行一次红外测试工作。机组带75%及以上负荷时应每2小时对该部位检测一次。

（2）电气维护部应每天8点前，下午15点对该部位的进行一次红外测试工作。机组带75%及以上负荷时应每2小时对该部位检测一次。

（3）该部位温度不得超过90℃，如超过90℃，应降负荷至规定温度以下运行。

（4）生技部电气专业组每天跟踪分析红外检测数据。

（5）采取架空管道通仪用压缩空气冷却发热点。

07月28日8时30分左右，#2机组负荷570MW，对#2主变高压侧中性点套管与接地线连接处进行红外检测，环境温度45℃。同一部位B相最高52.53℃，A相最低45.92℃，温差为6.61℃，原温度最高2C相降至46℃。截止到2015年09月02日计划停机前主变2C相发热部位温度稳定在60℃以下运行，此期间我们持续对该部位进行红外跟踪测试。

4原因分析

通过红外成像，检测到套管头部发热的温度最高点在头部与导电头的连接部位，且针对该种类型套管的结构特点，分析判断发热的原因可能是：

（1）套管接线板与外部引线连接处松动。

（2）中性点引线穿缆碰铜管。

（3）穿缆与导电头焊接开裂。

（4）头部与电缆头的连接松动。

套管头部的结构：该主变高压中性点套管的型号为BRLW-63/1250-4，电容型穿缆式套管，结合现场主变中性点接地套管发热部位及中性点套管接头结构特点进行综合分析，2C主变中性点套管接头处发热的原因主要如下：

（1）2C主变中性点接地套管引线接头局部松动氧化使接触电阻增大，引起发热，不同材质进行接触易引起电化学反应，加速了接触面的腐蚀，使接触面不断氧化，引起线夹处接触电阻增大，当电流增大到一定值时，就会引起发热，温度升高又进一步促使接触面氧化，如此恶性循环导致了本次缺陷的发生。

（2）由于系统三相不平衡率的增大，导致了零序电流增加，为线夹连接处发热提供了必要条件。

（3）#2机组停运后隐患排查不到位，未及时对此部位螺栓进行检查紧固，导致线夹处松动。

（4）调阅2014年4月#2机组大修期间，检修中对此部位进行了拆装，检修后验收是外观检查如对线夹外部有无损伤、连接螺栓是否齐全紧固、表面是够脏污等，未及时发现线夹内部接触部位接触不良现象，也是造成长时间运行后发热原因。

在#2机停机后检修过程中发现引线压接板有一螺栓缺少平垫片，另一侧缺少弹簧垫片，压接不实，造成发热。检修后补充垫片，将接触面用金相砂纸打磨后涂导电膏，目前运行正常。

5结束语

根据以上分析可知，2C主变中性点套管接头发热是由于缺少弹簧垫片导致，由于发现及时和处理得当，避免了一次因500kV主变中性点断开威胁设备及系统不安全运行事故发生。为了避免此类隐患的再次发生，建议在设备安装、检修过程中，要严格按照标准工艺要求进行，并且要用测试的方法来检查回路直阻是否符合标准，确保安装、检修质量；验收人员应认真负责，除了检查设备安装的外观外，更应重视测试数据是否满足标准，只有回路电阻符合标准时，才能说明设备主接触部位接触良好。完善定期工作，每次机组启动前对此部位进行紧固检查，防止长时间运行后出现松动现象；加强运行中特别是高负荷运行期间设备红外测试工作。

参考文献：

[1]赵雪燕，张泽辉.主变中性点线夹发热引起的故障分析[J].变压器，2009,46（10）:58-62

[2]孙万忠，高压变压器中性点接地方式[J].四川电力技术，1998(01):14-16

[3]《DLT664-2008带电设备红外诊断应用规范》。

作者简介：

吴鑫，男，汉族，1987年03月出生，安徽宿州人，本科，助理工程师，从事电气一次方面的工作，E-mail：703324317@qq.com。

李剑，男，汉族，1976年01月出生，湖北武汉人。专科学历，助理工程师。生产技术部，设备精密诊断电控专责。

卢宾文，男，汉族，1985年02月出生，安徽宿州人，本科，助理工程师。生产技术部，设备精密诊断专责。