变压器中性点母线发热原因分析

发表时间:2020/9/3   来源:《当代电力文化》2020年9期   作者:张志东1 刘建月2
[导读] 本文分析了一起变压器中性点母线发热案例,结合电气试验数据,对中性点直接接地系统中的变压器中性点母线发热产生的原因进行分析
        摘要:本文分析了一起变压器中性点母线发热案例,结合电气试验数据,对中性点直接接地系统中的变压器中性点母线发热产生的原因进行分析。针对具体发热原因,提出了相应的处理措施。
关键词:变压器;中性点母线;发热;红外测温;试验

1引言
        电力系统中性点的运行方式涉及到很多因素,如绝缘水平、供电可靠性、接地保护方式、电压等级、内部过电压、通信干扰、体统接线方式等。中性点运行方式可分为两大类:一类属于有效接地系统(大电流接地系统),包括中性点直接接地与经小阻抗接地;另一类属于非有效接地系统(小电流接地系统),包括中性点不接地、经消弧线圈接地和经高阻抗接地。
        根据我国电力行业颁发的GB SDJ-1979《电力设备过电压保护设计技术规范》的规定,110kV级以上电网,一般采用中性点直接接地方式。
2 发热原因
        (1)三相不平衡。其中包括线路单相接地或两相短路接地等短路故障、断线故障、三相负荷不平衡导致三相电压不平衡、变压器绕组匝间短路等故障引起三相电压不平衡。通过监测母线三相电压、进出线电压、进行变压器绕组直流电阻测试可排除或确定故障类型。
        (2)中性点接地连接处接触不良。如果变压器三相电压相对平衡应考虑接地连接处是否接触不良。中性点接地连接处包括中性点套管接线板、中性点引线与中性点母线连接处、中性点管母的连接伸缩节、中性点母线与接地刀闸连接处、接地刀闸接地端。通常此类原因导致发热不均匀,在接触不良出发热较大。
(3)变压器剩磁导致励磁涌流。变压器进行直流电阻试验时,如果选择的试验电流较大或者环境温度较低,在试验后不久进行投运,不利于变压器剩磁的自衰减,造成励磁涌流较大,中性点电流加大,导致中性点母线(接地端)发热。此种原因导致的发热为暂时的。
3 案例
(1)问题简述
某日,500kV变电站1号主变压器送电工作完成后,变电站运行人员对送电设备进行例行红外测温检查,发现1号主变压器中性点引出母线两侧接地端发热,温度分别为95℃(A相侧)、84℃(C相),且有进一步温度上升趋势,后用钳形电流表对两侧接地端进行检查,发现两侧电流均为300A左右,后对2号主变中性点两侧接地端电流进行测量,电流均为70A左右。
(2)原因分析
1号、2号主变压器并列运行,母线三相电压平衡度与以往比较基本无变化。初步判断发热不是三相不平衡引起的。其持续发热并且有持续升温的趋势,于是进行例行试验(包括直流电阻),其试验结果合格(见表1)。直流电阻试验完毕后放电充分,初步判断发热并非变压器剩磁导致。

另外,送电操作时C相主变侧中性点管母与B相侧主变侧中性点管母的连接伸缩节处有放电电弧产生,初步判断原因为C相主变侧中性点管母与B相侧主变侧中性点管母的连接伸缩节处接触不良。
(3)处理过程
随后,对1号主变压器采取停电检修。试验人员对变压器绕组直流电阻进行试验,试验结果与上次例行试验结果相吻合,与交接试验报告数据相对比,偏差符合标准要求(见表1)。判断发热并非由变压器本身原因造成。
检修人员检查发现,1号主变C相主变侧中性点管母与B相侧C相主变侧中性点管母的连接伸缩节处连接螺栓紧固,后将伸缩节的连接螺栓松开后发现,内部接触面污秽较多,有部分部位有烧灼痕迹,检修人员立即对内部接触面进行清洗、打磨,涂抹电力复合脂后,然后重新安装伸缩节紧固螺栓。
试验人员对中性点母线进行了分别取点回路电阻测试,测试数据合格(见表2)。送电后,红外测温显示无异常。
表 2 回路电阻试验

4 总结
通过上述案例过程分析可知,中性点接地系统中变压器中性点母线(接地端)发热通常是由三相负荷不平衡或接地连接处接触不良等导致。结合电气试验数据,如直流电阻、回路电阻等,比较三相电压变化趋势以及发热部位红外成像特征,可以判断发热的具体原因。
5 参考文献
[1] 唐芳轩.500kV单相变压器组中性点接地方式探讨[J].高压电器,2004,(6).
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