主变中性点套管接头过热的原因分析及处理

吴 鑫，李 剑，卢宾文

(安徽华电宿州发电有限公司，安徽 宿州 234000)

主变中性点套管接头过热的原因分析及处理

吴 鑫，李 剑，卢宾文

(安徽华电宿州发电有限公司，安徽 宿州 234000)

介绍了一起500 kV主变中性点套管接头过热故障及临时应对措施;结合中性点套管结构特点，分析了中性点套管接头过热的原因，并提出了针对性的改进措施;同时结合故障实例，从设备安装、中性点回路检修、定期试验、验收检查等方面提出了相应的预防措施，消除了隐患，提高了主变可靠性。

主变压器;中性点套管；套管接线端子；引线线夹；过热故障

0 引言

电力变压器中性点的接地方式一般有3种：不接地、经消弧线圈接地、直接接地。

对于不接地方式，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；但非接地相的对地电压会相应升高，影响绝缘性能，不可以长期运行。

当系统容量大、线路较长时，接地电弧不能自行熄灭，为了防止电弧过电压，采用经消弧线圈接地的方式。该方式下，当发生单相接地时，消弧线圈中的感应电流能够补偿单相接地的电容电流。

我国110 kV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，中性点电位固定为地电位。当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；暂态过电压也处于较低水平；故障电流很大，继电保护能迅速动作于跳闸，切除故障，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要求降低，从而降低设备绝缘的费用。

1 主变运行状态

某火力发电厂配置2×630 MW机组，其中500 kV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3×240 MVA(绕组平均温升65 ℃时)，额定电压525/3±2×2.5 %/20 kV，变压器联接组标号为Yn，d11。端子连接方式：高压侧出线为500 kV架空线，低压侧为20 kV离相封闭母线。每相变压器高压侧中性点套管通过架空软导线引线线夹连接至汇流母线，再通过该母线直接接地，构成中性点回路。变压器各相输出电流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源相同的回路电流。

2 故障情况及应对措施

2015-07-03T15：10，2号机组负荷474 MW，2号主变高压侧电流约502 A。精密点检人员对2号主变进行红外热成像检测时，发现2号主变A，B，C三相中性点套管接头温度分别为48.3 ℃，46.7 ℃，80.1 ℃，环境温度为35 ℃。对2号主变2C相中性点套管进行近距离测试，发现发热部位为2C相中性点套管接线端子与引线线夹连接处。

2015-07-04，对2号主变A，B，C三相中性点套管接头发热部位进行跟踪红外检测，结果如表1所示。按照DL/T 664—2008《带电设备红外诊断应用规范》的规定:“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”，将此处过热判断为电流致热型缺陷，且接近严重缺陷。此时2号主变临近停机检修，且2C主变中性点套管接头外观无明显变化，决定在停机前暂不处理，先监督其运行，并采取了以下措施。

表1 中性点套管发热部位红外检测数据

(1) 发电部交接班后对发热部位进行1次红外检测，机组带75 %及以上负荷时每2 h对该部位检测1次。

(2) 电气维护部应每天对发热部位进行1次红外检测，机组带75 %及以上负荷时每2 h对该部位检测1次。

(3) 确保发热部位温度不超过90 ℃，若超过则降低负荷，待发热部位降至规定温度以下后再正常升负荷运行。

(4) 生技部电气专业组每天跟踪、分析红外检测数据。

(5) 使用压缩空气冷却发热点。

2015-07-28T08：30，2号机组负荷570 MW，对2号主变高压侧中性点套管接头进行红外检测，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 ℃，原温度最高的2C相降至46 ℃。至2015-09-02计划停机前主变2C相发热部位温度均稳定在60 ℃以下。

3 故障原因分析

该主变高压中性点套管型号为BRLW-63/ 1250-4，为电容型穿缆式套管。通过红外成像检测到温度最高点在套管接线端子与引线线夹的连接部位。针对该种类型套管的结构特点，分析判断发热的原因可能有以下几点：

(1) 套管接线端子与外部引线线夹连接处松动；

(2) 中性点引线穿缆碰到铜管；

(3) 套管接线端子与穿缆连接松动。

在2号机组停机检修过程中，发现2C主变中性点套管引线线夹有1个螺栓缺少平垫片，另一侧缺少弹簧垫片，压接不实。因此，判断导致接头过热的具体原因为：2C主变中性点套管接线端子与引线线夹压接不紧，局部松动使接触电阻增大，引起发热；发热使接触面不断氧化，使接触电阻进一步增大，发热增加；温度升高又进一步促使接触面氧化。如此恶性循环导致了该缺陷的发生。

经调阅档案，发现上次大修时，2号机组对引线线夹进行了拆装，检修后进行了外观检查，如引线线夹外部有无损伤、连接螺栓是否齐全紧固、表面是否脏污等，但未发现引线线夹与套管接线端子接触不良的现象，留下了隐患。

同时，在2号机组停运期间又由于隐患排查不到位，未能及时发现引线线夹松动、接触不良的隐患，从而没有及时对此部位螺栓进行检查紧固。

4 故障处理与预防措施

根据以上分析可知，主变2C相中性点套管接头发热是由于引线线夹与套管接线端子连接螺栓缺少弹簧垫片，使2者未能压紧所致。在停机检修时，补充了平垫片和弹簧垫片，将接触面用金相砂纸打磨后涂导电膏压紧，并经过主变直流电阻测试合格后再投运。经处理后，主变2C相中性点套管接头温度一直保持正常。

为避免此类缺陷再次发生，应做好以下工作：

(1) 在设备安装、检修过程中，应严格执行检修工艺标准，并进行必要的回路直流电阻测试；

(2) 完善定期维护工作，每次机组启动前对此部位进行紧固，防止长时间运行后出现松动现象；

(3) 验收人员除了进行外观检查外，更应重视测试数据是否符合标准；

(4) 加强运行中，特别是高负荷运行期间对设备的红外检测工作。

5 结束语

主变是电力生产的关键设备，它的安全稳定运行对电力安全生产有着重要作用。结合实际故障案例，阐述了主变中性点套管过热的常见原因及其处理措施，通过技术和管理改进提高了主变可靠性，可为其他发电企业提供参考。

1 中国人民共和国国家发展和改革委员会.DL/T 664—2008带电设备红外诊断应用规范[S].北京：中国电力出版社，2008.

2 曹飞翔，李友忠.一起220 kV变压器套管接头发热问题的分析及处理[J].变压器，2009，46(10)：58-62.

2017-01-06。

吴 鑫(1987—)，男，助理工程师，主要从事电气一次方面的工作，email：703324317@qq.com。

李 剑(1976—)，男，助理工程师，主要从事设备精密诊断、电控等工作。

卢宾文(1985—)，男，助理工程师，主要从事设备精密诊断、电控等工作。