大川电厂刀闸及开关发热原因分析

(四川大川电力有限公司，成都，610073)

大川电厂刀闸及开关发热原因分析

王超智

(四川大川电力有限公司，成都，610073)

四川大川电厂投运10年后，由于运行条件发生了变化，开关和刀闸发热严重，影响了机组的安全运行。本文通过对开关刀闸的发热现象进行分析，找到了原因。

水电站 开关 刀闸 负荷 大川电厂

1 工程概况

大川电厂位于芦山县大川镇境内大川河上，距芦山县70km，距成都市141km。电厂由五座梯级电站组成，上下横跨约40km，海拔高程1200m～2200m之间，属亚热带湿润型气候，雨水多湿度大，气温为-3℃～30℃。大川电站总装机容量10.64万kW，均为引水式，其中中咀电站容量为2×14MW，于2005年投运；佛山电站容量为2×11MW，于2006年投产；长石坝电站容量为2×10MW，于2006年投产；马桑坪电站容量为2×8.2MW，于2007年投产；小牛颈电站容量为2×10MW，于2008年1月投产。五个电站发电机出口电压均为10.5kV，均采用扩大单元接线方式，经各站主变升压到110kV，佛山、长石坝、马桑坪通过110kV长栗线，中咀和小牛颈通过110kV中栗线并入成都电网的栗子坪变电站。大川镇附近的多个小水电厂经10kV佛石线和10kV佛响线，通过一个开关和刀闸与佛山发电机出口10.5kV母线并连接。

2 存在问题

2016年丰水期，大川电厂运行人员例行对设备进行了高温检查，发现佛山电站主变低压侧开关等设备温度较高，随后公司组织人员，用红外热像仪(T330)对相关的电气设备统一测温，结果见表1。

由表1可知，开关和刀闸实测温度较高。根据《带电设备红外诊断技术应用规范》(DL/T664-2008)电流致热型设备缺陷诊断判据：“隔离开关温差超过15℃属一般缺陷；热点温度超过90℃或相对温差超过80%属严重缺陷；热点温度超过130℃或相对温差超过95%属危急缺陷”。“断路器温差不超过10K，属一般缺陷；热点温度>55℃或δ≥80%属严重缺陷；热点温度>80℃或δ≥95%属危急缺陷”，根据规范，对缺陷进行了分类，见表2。

从表2看出，4处属于严重缺陷，1处为一般缺陷，为了消除隐患，公司展开了分析和调查。

3 原因分析

开关和刀闸发热的原因一般有：开关和刀闸动静触头接触不良；刀闸弹簧压接不良或开关压指压接不良；回路接触电阻超标；汛期来水大，超负荷运行；设备老化；设备选型不合理等。电厂运行人员进行了逐一分析和检查。

停电后，检查各刀闸弹簧压力正常，刀闸转头也接触良好；开关压指接触良好。检修人员处理了多次，包括增加弹簧紧力，进行动静触头打磨，但效果均不明显。

查阅刀闸、开关的预试报告，统计了接触电阻，具体数值见表3。

从表3可见，开关最大的导电回路电阻是41μΩ，其出厂试验报告“导电电阻不大于40μΩ”。隔离刀闸最大的导电回路电阻是49μΩ，其出厂试验报告“导电电阻不大于50μΩ”。根据《电力设备预防性试验规程》(DL596-2005)规定：开关“大修后应符合制造厂规定；运行中不宜大于出厂值的120%”；隔离刀闸“导电回路电阻不大于制造厂规定值的1.5倍”。可见开关和隔离刀闸的导电回路电阻均未超规定值。

表1 温度测试记录

表2 缺陷分类

表3 刀闸、开关接触电阻值

佛山电站运行中，主变低压侧电流为1990A，而开关的型号为ZN28-12/2000-31.5kA，2004年5月出厂，额定电流为2000A；中咀电站丰水期运行中，发电机出口电流为1232A，出口隔离开关型号为GN30-12Q/1250-31.5kA，2004年8月出厂，额定电流为1250A。由此可见开关和刀闸实际运行电流基本等于额定电流。

从以上分析，实际运行负荷电流接近于额定电流，虽满足选型规范要求，但由于投运时间早，刀闸和开关经多次分合后，动静触头均有一定的磨损，且材质可能存在一定的瑕疵，因此造成了开关和刀闸导电回路截面积较小，在接近额定负荷时发热严重。

4 处理方案

发现问题时正值丰水期，如停电处理，电厂电量损失大，故采用了临时处理方案，如降负荷运行、加强通风、加强温度监测等手段。

丰水期过后，采用拆除原有开关和刀闸，更换为电流等级大一级的开关(SEAC1-10/2500-31.5kA)和刀闸(GN30-10/1600A-31.5kA)。2017年丰水期来临后，再次进行红外成像测温检查，温度均在正常范围内。

5 结语

对于水电站而言，丰水期正是气温高，负荷大，而且持续时间长的阶段，故要求开关和刀闸等电气设备选型时应满足机组长时间过负荷的要求，且考虑到扩容及其它电源接入的可能性，以此来计算最大工况下的运行电流，以确定设备的额定参数。建议设备额定电流大于最大运行电流一个等级，即设备额定电流大于最大运行电流1.25～1.3倍左右。同时选择优质厂家，确保生产设备的材料和工艺符合要求。

〔1〕GBT762-2002，电流等级[S].

〔2〕DLT664-2008，带电设备红外诊断应用规范[S].

〔3〕DLT596-2005，电力设备预防性试验规程[S].

TM564

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2095-1809(2017)05-0030-03

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