主變中性點套管接頭過熱的原因分析及處理

吳 鑫，李 劍，盧賓文

(安徽華電宿州發電有限公司，安徽 宿州 234000)

主變中性點套管接頭過熱的原因分析及處理

吳 鑫，李 劍，盧賓文

(安徽華電宿州發電有限公司，安徽 宿州 234000)

介紹了一起500 kV主變中性點套管接頭過熱故障及臨時應對措施;結合中性點套管結構特點，分析了中性點套管接頭過熱的原因，并提出了針對性的改進措施;同時結合故障實例，從設備安裝、中性點回路檢修、定期試驗、驗收檢查等方面提出了相應的預防措施，消除了隱患，提高了主變可靠性。

主變壓器;中性點套管；套管接線端子；引線線夾；過熱故障

0 引言

電力變壓器中性點的接地方式一般有3種：不接地、經消弧線圈接地、直接接地。

對于不接地方式，當發生單相接地時，三相系統的對稱性不被破壞，系統可以正常運行；但非接地相的對地電壓會相應升高，影響絕緣性能，不可以長期運行。

當系統容量大、線路較長時，接地電弧不能自行熄滅，為了防止電弧過電壓，采用經消弧線圈接地的方式。該方式下，當發生單相接地時，消弧線圈中的感應電流能夠補償單相接地的電容電流。

我國110 kV及以上電網一般采用大電流接地方式或中性點有效接地方式，中性點電位固定為地電位。當發生單相接地故障時，非故障相電壓升高不會超過1.4倍運行相電壓；暫態過電壓也處于較低水平；故障電流很大，繼電保護能迅速動作于跳閘，切除故障，系統設備承受過電壓時間較短。因此，大電流接地系統可使整個系統設備絕緣要求降低，從而降低設備絕緣的費用。

1 主變運行狀態

某火力發電廠配置2×630 MW機組，其中500 kV主變由常州東芝變壓器有限公司生產，冷卻方式為強迫油循環風冷，調壓方式為無載調壓，額定容量3×240 MVA(繞組平均溫升65 ℃時)，額定電壓525/3±2×2.5 %/20 kV，變壓器聯接組標號為Yn，d11。端子連接方式：高壓側出線為500 kV架空線，低壓側為20 kV離相封閉母線。每相變壓器高壓側中性點套管通過架空軟導線引線線夾連接至匯流母線，再通過該母線直接接地，構成中性點回路。變壓器各相輸出電流依靠中性點構成回路，即中性點回路正常運行時流過與變壓器一次電源相同的回路電流。

2 故障情況及應對措施

2015-07-03T15：10，2號機組負荷474 MW，2號主變高壓側電流約502 A。精密點檢人員對2號主變進行紅外熱成像檢測時，發現2號主變A，B，C三相中性點套管接頭溫度分別為48.3 ℃，46.7 ℃，80.1 ℃，環境溫度為35 ℃。對2號主變2C相中性點套管進行近距離測試，發現發熱部位為2C相中性點套管接線端子與引線線夾連接處。

2015-07-04，對2號主變A，B，C三相中性點套管接頭發熱部位進行跟蹤紅外檢測，結果如表1所示。按照DL/T 664—2008《帶電設備紅外診斷應用規范》的規定:“金屬部件與金屬部件的連接接頭溫度大于90 ℃或相對溫差大于80 %為嚴重缺陷”，將此處過熱判斷為電流致熱型缺陷，且接近嚴重缺陷。此時2號主變臨近停機檢修，且2C主變中性點套管接頭外觀無明顯變化，決定在停機前暫不處理，先監督其運行，并采取了以下措施。

表1 中性點套管發熱部位紅外檢測數據

(1) 發電部交接班后對發熱部位進行1次紅外檢測，機組帶75 %及以上負荷時每2 h對該部位檢測1次。

(2) 電氣維護部應每天對發熱部位進行1次紅外檢測，機組帶75 %及以上負荷時每2 h對該部位檢測1次。

(3) 確保發熱部位溫度不超過90 ℃，若超過則降低負荷，待發熱部位降至規定溫度以下后再正常升負荷運行。

(4) 生技部電氣專業組每天跟蹤、分析紅外檢測數據。

(5) 使用壓縮空氣冷卻發熱點。

2015-07-28T08：30，2號機組負荷570 MW，對2號主變高壓側中性點套管接頭進行紅外檢測，環境溫度45 ℃。同一部位B相最高52.53 ℃，A相最低45.92 ℃，溫差為6.61 ℃，原溫度最高的2C相降至46 ℃。至2015-09-02計劃停機前主變2C相發熱部位溫度均穩定在60 ℃以下。

3 故障原因分析

該主變高壓中性點套管型號為BRLW-63/ 1250-4，為電容型穿纜式套管。通過紅外成像檢測到溫度最高點在套管接線端子與引線線夾的連接部位。針對該種類型套管的結構特點，分析判斷發熱的原因可能有以下幾點：

(1) 套管接線端子與外部引線線夾連接處松動；

(2) 中性點引線穿纜碰到銅管；

(3) 套管接線端子與穿纜連接松動。

在2號機組停機檢修過程中，發現2C主變中性點套管引線線夾有1個螺栓缺少平墊片，另一側缺少彈簧墊片，壓接不實。因此，判斷導致接頭過熱的具體原因為：2C主變中性點套管接線端子與引線線夾壓接不緊，局部松動使接觸電阻增大，引起發熱；發熱使接觸面不斷氧化，使接觸電阻進一步增大，發熱增加；溫度升高又進一步促使接觸面氧化。如此惡性循環導致了該缺陷的發生。

經調閱檔案，發現上次大修時，2號機組對引線線夾進行了拆裝，檢修后進行了外觀檢查，如引線線夾外部有無損傷、連接螺栓是否齊全緊固、表面是否臟污等，但未發現引線線夾與套管接線端子接觸不良的現象，留下了隱患。

同時，在2號機組停運期間又由于隱患排查不到位，未能及時發現引線線夾松動、接觸不良的隱患，從而沒有及時對此部位螺栓進行檢查緊固。

4 故障處理與預防措施

根據以上分析可知，主變2C相中性點套管接頭發熱是由于引線線夾與套管接線端子連接螺栓缺少彈簧墊片，使2者未能壓緊所致。在停機檢修時，補充了平墊片和彈簧墊片，將接觸面用金相砂紙打磨后涂導電膏壓緊，并經過主變直流電阻測試合格后再投運。經處理后，主變2C相中性點套管接頭溫度一直保持正常。

為避免此類缺陷再次發生，應做好以下工作：

(1) 在設備安裝、檢修過程中，應嚴格執行檢修工藝標準，并進行必要的回路直流電阻測試；

(2) 完善定期維護工作，每次機組啟動前對此部位進行緊固，防止長時間運行后出現松動現象；

(3) 驗收人員除了進行外觀檢查外，更應重視測試數據是否符合標準；

(4) 加強運行中，特別是高負荷運行期間對設備的紅外檢測工作。

5 結束語

主變是電力生產的關鍵設備，它的安全穩定運行對電力安全生產有著重要作用。結合實際故障案例，闡述了主變中性點套管過熱的常見原因及其處理措施，通過技術和管理改進提高了主變可靠性，可為其他發電企業提供參考。

1 中國人民共和國國家發展和改革委員會.DL/T 664—2008帶電設備紅外診斷應用規范[S].北京：中國電力出版社，2008.

2 曹飛翔，李友忠.一起220 kV變壓器套管接頭發熱問題的分析及處理[J].變壓器，2009，46(10)：58-62.

2017-01-06。

吳 鑫(1987—)，男，助理工程師，主要從事電氣一次方面的工作，email：703324317@qq.com。

李 劍(1976—)，男，助理工程師，主要從事設備精密診斷、電控等工作。

盧賓文(1985—)，男，助理工程師，主要從事設備精密診斷、電控等工作。