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摘要:变电站220kV、110kV变压器变低套管出线至高压室一般采用铜排母线桥过渡连接。母线桥流过的负荷会产生相应电动力,引起母线桥振动,系统发生故障时,会产生较大的冲击电动力,若变低母线桥安装固定力不足,振动幅度过大,将引起变压器变低套管渗漏油或母线桥变形松动,支撑瓷瓶损坏、连接母排接触电阻大导致发热等问题,影响电网安全稳定运行。本文通过研究变压器变低母线桥加固技术,对母线桥进行加固改造,降低变压器变低母线桥在运行时的振动幅度,从而减少故障,提高设备健康运行水平,保障电网安全。
关键词:变电站;母线桥;加固;电磁振动;电网安
引言
本文通过对某110kV变电站运行中发现的变低母线桥晃动问题及相应的改造加固过程,结合多年运行维护经验,对变低母线桥加固技术进行研究。寻找一种适用于存在同类问题的变低母线桥加固技术,变压器变低套管渗漏油或母线桥变形松动,支撑瓷瓶损坏、连接母排接触电阻大导致发热等问题。
1母线桥晃动引起的异常案例
(1)2010至2015年间,某110kV变电站运行变压器变低套管屡屡渗漏油,经多次停电处理,运行一段时间后仍出现该缺陷。后检查发现该变压器变低母线桥不稳固,存在晃动现象,对变低母线桥进行加固改造后,运行至今,变低套管未出现渗漏油现象。
(2)2016-2017年,某220kV变低母线桥穿墙套管发热48℃,结合停电处理时,发现穿墙套管铜排搭接处螺丝松动,接触电阻大导致发热,将螺丝紧固后,对母线桥采取加固技术后,发热现象消失。
2母线桥产生振动原因
1.1电磁振动
(1)变压器运行时由于电磁感应,交变磁通产生振动,产生动力源。
(2)三相母线桥铜排在运行过程中,三相交流电流相互作用产生振动。
(3)发生故障时,变压器变低侧流过的故障电流产生的电动力引起强振动。
三相母线铜排敷设在同一平面内,则B相所受电动力最大。单位长度母线所承受的最大短路电动力以B相在0.01s内所受的电动力来计算[1]:
(1)
式中:fphm为单位长度母线所承受的最大短路电动力(N),a为相间距离(m),K为母线截面形状系数。可见最大短路电动力与故障电流的平方成正比,故障电流越大,产生的点动力越大。
1.2固定力不足
(1)当采用单柱式支撑时,三相母线铜排通过水平槽钢支撑,着力点集中于一点支撑柱上,呈倒梯形受力,又无其他支撑点相撑,极易发生晃动。
(2)变压器变低出线套管至高压室距离过长,支柱间距设计不合理,也是引起母线桥晃动的原因
(3)母线桥在高压室穿墙套管进线处与墙体固定不牢。
3母线桥加固措施
(1)根据母线桥长度,适当增加支柱数量,避免因跨距过大导致的支撑不稳固问题[2]。
(2)采用双柱式支撑,三相母线铜排通过水平槽钢支撑于两根支柱上,增加固定着力点,两根支柱相互支撑,增加稳固性。
(3)单柱式支撑结构,增加H型支架,延长支撑槽钢至高压室墙体,并用爆炸螺栓固定,加固支柱与墙体之间支撑力,避免母线桥有悬空段,消除母线桥支撑断点。如图所示:
4加固效果检验
当前变电站建设基于节约原则、一般变压器变低母线桥以单柱式支撑为主,我们以措施3方法对某110kV变电站进行加固,研究发现:
可见,加固后,自然状态下原末端下垂距离由5cm减少为0cm,改善效果为100%;相同力度下,上下晃动振幅由±6cm降低为±1cm,改善效果为83%;左右晃动幅度由±10cm降低为±1.5cm,改善效果为85%,有效的降低了母线桥晃动问题。
5结论
本文结合变电站运维经验和历史数据,通过分析变低母线桥产生振动的原因并研究相关的改善措施,提出一套通用可行的变低母线桥加固技术。通过增加H型支架,采用双柱式支柱和增加支柱数量等手段,尽可能减少变压器母线桥因晃动导致的问题,提高设备健康运行水平,保障电网安全稳定运行。
参考文献:
[1]郑纯.基于动稳定校验的低压开关柜母线的设计[J].机电工程技术,2006,35(7).
[2]耿文艳,陈光荣.低压母线桥中母线及绝缘支撑跨距的研究[J].江苏电气,2008.