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GCS型低壓抽出式開關櫃實際溫升超標原因分析

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GCS型低壓抽出式開關櫃實際溫升超標原因分析

發布日期:2019-04-21 作者: 點擊:

GCS型低壓抽出式開關櫃

隨著科學技術的發展,GCS型低壓抽出式開關櫃不斷提升,進一步推動10kV、35kV係統GCS型低壓抽出式開關櫃的廣泛使用,由於GCS型低壓抽出式開關櫃的密閉性,在負荷較重的地區,普遍存在GCS型低壓抽出式開關櫃的溫升超標的現象。為了確保高壓GCS型低壓抽出式開關櫃正常工作,本文通過分析高壓GCS型低壓抽出式開關櫃實際溫升超標的原因,同時提出相應的政策建議。

高壓GCS型低壓抽出式開關櫃測溫對國產JYN 、KYN 手車開關櫃的實際溫升都比較高,運行中GCS型低壓抽出式開關櫃的溫升水平均超過型式試驗測得數據,這是正常現象。但GCS型低壓抽出式開關櫃真正發熱,為了進一步尋找確定溫升超標的原因,通常情況下,需要從試驗條件、金屬膨脹效應、緊固螺栓壓力等方麵進行考慮。

隨著科學技術的不斷發展,使得電網設備技術得到提升,在電網中使得10kV 、35kV 係統GCS型低壓抽出式開關櫃得到廣泛使用。在使用GCS型低壓抽出式開關櫃的過程中,普遍存在GCS型低壓抽出式開關櫃內部過熱現象,並且由於GCS型低壓抽出式開關櫃的密閉性,在負荷較重的地區,引發GCS型低壓抽出式開關櫃的溫升超標問題。
目前,對電力係統內部使用的GCS型低壓抽出式開關櫃,都要嚴格遵守設備采購程序及技術政策,確保入網的GCS型低壓抽出式開關櫃都通過型式試驗,尤其對溫升的要求比較嚴格。運行中,負荷通常都不會達到GCS型低壓抽出式開關櫃的設計滿容量,GCS型低壓抽出式開關櫃的溫升問題應該不會很突出,但是實際情況並不盡然。
根據相關理論進行分析可知,在實際運行過程中,通常情況下,負荷不會達到GCS型低壓抽出式開關櫃的設計滿容量,更不會引發GCS型低壓抽出式開關櫃的溫升問題。但是,實際情況並非如此。根據實際運行經驗可知,隨著負荷的不斷增加,使得GCS型低壓抽出式開關櫃的溫升迅速增加。當負荷超過開關額定電流的75%時,在這種情況下,溫升尤為明顯,此時早已不符合標準要求。當負荷比較低時,溫升現象不明顯。
在實際運行中,與試驗室測出的溫升數據相比,GCS型低壓抽出式開關櫃實際溫升水平普遍比較高,並且多數情況下,當溫升超標時,GCS型低壓抽出式開關櫃甚至遠沒有達到設計滿容量。
㈠ GCS型低壓抽出式開關櫃實際溫升數據分析
1.1國產JYN手車櫃
表1為某變電站2台同型號、同參數的10 kV主變GCS型低壓抽出式開關櫃的實測溫升與負荷關係的統計。GCS型低壓抽出式開關櫃為福建某開關廠生產,JYN1-10型。測試溫度為GCS型低壓抽出式開關櫃箱體的外表溫度。
數據顯示,隨著負荷的增加,GCS型低壓抽出式開關櫃的溫升迅速加快。當負荷接近1 900 A(約為GCS型低壓抽出式開關櫃額定電流2 500 A的76%),溫升尤為明顯,最大達47℃,已經不符合標準要求(標準為滿負荷條件下30℃),而負荷較低時(1 200 A以下),溫升則不明顯。
1.2國產KYN手車櫃
表2為某變電站10 kV主變GCS型低壓抽出式開關櫃的實測溫升與負荷關係的統計,GCS型低壓抽出式開關櫃為揚州某開關廠生產,KYN28-10型,配用VD4斷路器。測溫前打開部分頂蓋,對GCS型低壓抽出式開關櫃箱體外表溫度及主母排溫度同時進行測試。
數據表明,母排最高溫度已經達到100℃,溫升88℃,明顯超標(母排溫升標準為65℃)。由於該站溫升問題比較突出,製造廠針對這一情況對該變電站10 kVGCS型低壓抽出式開關櫃1,2號母線橋采用新型鋼重新製作,主母線銅排規格更換為2×TMY120×10(原規格為2×TMY100×10),並進一步改進了通風係統。2號主變GCS型低壓抽出式開關櫃經改造後,。

改造後溫升情況略有好轉,但是與該GCS型低壓抽出式開關櫃型式試驗提供的溫升數據偏差仍然較大。

GCS型低壓抽出式開關櫃

1.3合資廠的手車櫃
某合資廠GCS型低壓抽出式開關櫃,為上海某開關有限公司生產,型號為8BK20,測試位置為GCS型低壓抽出式開關櫃箱體外表及內部母線母排。
此處,GCS型低壓抽出式開關櫃溫升暫時沒有超標,但是應該注意,此時負荷並沒有達到額定容量的70%,但是溫升已經接近上限。由此可見,合資廠產品雖然溫升情況優於國產設備,但同樣也存在溫升超標情況。
數據證明,運行中的GCS型低壓抽出式開關櫃實際溫升水平通常都要超過試驗室測出的溫升數據。而且,多數情況下溫升超標時GCS型低壓抽出式開關櫃甚至遠沒有達到設計滿容量。
㈡GCS型低壓抽出式開關櫃實際溫升超標原因分析
GCS型低壓抽出式開關櫃內部實際溫升情況,尤其是母排連接等部位,通常總是比型式試驗測出的數據高。主要有以下幾點原因:
⑴ 型式試驗測得數據通常是在試驗室完成的,持續時間不長,通常不超過8 h,不具備溫升累積效應,不能等同於長期運行並持續發熱的設備。
⑵ 不同金屬的膨脹效應不同。鋼製螺栓的金屬膨脹係數要比銅質、鋁質母線小得多,尤其是螺栓型設備接頭,在運行中隨著負荷電流及溫度的變化,其鋁或銅與鐵的膨脹和收縮程度將有差異而產生蠕變,也就是金屬在應力的作用下緩慢的塑性變形,蠕變的過程還與接頭處的溫度有很大的關係。實踐證明,當接頭處的運行工作溫度超過80℃時,接頭金屬將因過熱而膨脹,使接觸表麵位置錯開,形成微小空隙而氧化。當負荷電流減小溫度降低回到原來接觸位置時,由於接觸麵氧化膜的覆蓋,不可能是原安裝時金屬間的直接接觸。每次溫度變化的循環所增加的接觸電阻,將會使下一次循環的熱量增加,所增加的溫度又使接頭的工作狀況進一步變壞,因而形成惡性循環。
⑶ 連接部位緊固螺栓壓力不當。部分安裝或檢修人員在導體連接上認為連接螺栓擰得愈緊愈好,其實不然。特別是鋁質母線,彈性係數小,當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時,若材料的強度差,再繼續增加不當的壓力,將會造成接觸麵部分變形隆起,反而使接觸麵積減少,接觸電阻增大,從而影響導體接觸效果。
⑷ 選用的導體材料電導率不滿足要求,多數屬於導體原材料純度不夠。
⑸ 現場的其它因素,比如可能存在安裝檢修工藝不當,如母線在加工、連接、安裝過程中,對母線接觸表麵處理不到位、不平整、不光滑、沒有塗專用電力脂等,導致有效接觸麵積減少接觸電阻增大而發熱。

GCS型低壓抽出式開關櫃

㈢ 結束語
GCS型低壓抽出式開關櫃型式試驗中的溫升數據,並不能正確反映運行中的GCS型低壓抽出式開關櫃實際溫升水平,特別是長期運行負荷比較重的GCS型低壓抽出式開關櫃,由於長時間溫升的累積效應,運行中的GCS型低壓抽出式開關櫃實際溫升水平通常都要超過試驗室測出的溫升數據。部分製造廠對GCS型低壓抽出式開關櫃實際運行中的溫升水平並沒有深入地研究,比如大多數廠家給額定3 150 A的GCS型低壓抽出式開關櫃按照2 500 A的標準啟動風扇,在GCS型低壓抽出式開關櫃經曆長時間的高負荷運行後,再采取這個標準是不合理的,通常是風扇沒有啟動,溫升早已超標了。
所以,選用GCS型低壓抽出式開關櫃設備的時候,不能盲目相信製造廠的試驗室數據,在日常運行維護管理中,也不能盲目套用試驗室的數據標準。實踐經驗,往往也是非常重要的。隻有重視實踐,並不斷針對實際情況,分析解決問題,才能真正把對設備的安全運行管理工作做到實處。

相關標簽:GCS型低壓抽出式開關櫃維護

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