电抗器、变压器中性点母线支柱绝缘子改造

http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2019/4/22来源:《电力设备》2018年第31期文/周煜
[导读]摘要:发电厂变压器和电抗器运行的中性点母线,在大风、强震等气象条件下,母线的自重、绝缘子的薄弱,会造成支柱绝缘子的断裂,机组被迫停机。

        (国家电网公司华北分部电力调控分中心  100053)
        摘要:发电厂变压器和电抗器运行的中性点母线,在大风、强震等气象条件下,母线的自重、绝缘子的薄弱,会造成支柱绝缘子的断裂,机组被迫停机。对电抗器、变压器中性点母线进行双柱改造,并在在某公司1-8号机、升压站取得良好效果。
        关键词:母线;中性点;双柱支柱绝缘子;防震;高强度
        Power station transformer and reactor operation of the neutral bus, in the wind, strong earthquake and meteorological conditions, the bus of self-respect, insulator weak, can cause post insulator rupture, the unit was forced to stop. To reactor, transformer center bus for double column transformation, charge electric company 1-8 machine have gained good effects.
        0 引言
        某某发电公司作为“西电东送”北通道之一,是国家“十五”计划重点建设项目,计划装机容量10台600MW机组,分五期建设,采用点对网直送首都经济圈的输电方式。某某公司共有8台7500000kVA变压器,分别为单相运行(共24台单相变压器),16台升压站的电抗器,为单相运行。
        为保证变压器和升压站电抗器的稳定运行,分别对变压器、电抗器中性点母线进行双柱支柱绝缘子改造,改造采用抗弯曲8KN、高为2300mm的双瓷瓶支柱绝缘子,将瓷瓶下端的板和原隔离墙上的槽钢(或弯板)焊接成一体,一起支撑中性点母线。
        1 输变电设备防震的措施
        输变电设备防震等相关的技术措施一直是在研究和发展中,主要采取的办法介绍如下:
        1.1人工进行红外测温
        人工定期的进行红外测温,只能发现设备接触不良照成的过热情况,以及瓷瓶出现的裂缝,而不能起到彻底的预防作用。
        红外测温当发现设备出现故障后,只能通过望远镜寻找故障点,有时由于设备电压等级比较高,不能近距离的观察,不容易发现故障点,再加上设备在长周期运行中,如果不能得到有效的处理,会影响系统的正常运行。
        1.2对绝缘子进行加固
        在输电线路上对绝缘子进行加固,增强绝缘子的强度;在变电站设备上进行加固支柱或绝缘子设备,从而达到防震的目的。该法在设计时纳入,增加了成本,并且存在危险性;不能达到预期的效果,并且,由于制造技术原因,部分变电设备尚无法满足在绝缘子上进行加固处理。
        1.3 更换高强度的绝缘子
        更换高强度的绝缘子,使输配电的抗震强度大幅的提升,使绝缘子自身的抗震能力加强。但是在架空输电线路上的悬式绝缘子由于绝缘子的自重增加,对线路的金具提出了更高的要求,如果金具不能得到满足,反而使架空线路故障率增加。高强度的绝缘子还受外界环境以及耐受电压的影响,当机械强度加强时相应的电压等级也要提高,这样会无形的增加投资费用。
        2 绝缘子的选择
        用双根80KN的支柱绝缘子加固并列,运行能力较强。
        GB12744-1991,海拔大于1500m,地震裂度大于8度,覆冰厚度大于5mm,工作电压252/126/40.5KV,大气条件空气中无腐蚀性气体,污秽等级在4级以下。
       
        根据绝缘子材料、结构和规定特性:
        a)绝缘子结构
        1.实心圆柱支柱绝缘子
        2.针式支柱绝缘子
        3.具有内胶装或联合胶装金属附件的支柱绝缘子
        b)绝缘子材料
        绝缘子材料应符合GB8411.1的规定,绝缘子金属附件应符合GB5889或GB5891的规定。绝缘子的水泥胶合剂应符合GB4307的规定,瓷件和附件与水泥胶合面接触面要符合ZBG51029.
        C)绝缘子的规定特性:
        额定电压、雷击冲击耐受电压、标准冲击电压、规定的工频干耐受电压、规定的工频湿耐受电压、规定的人工污秽耐受电压、额定机械破环负荷、规定的重要尺寸(爬电距离)。
        针对此次改造,综合比较选用ZS6-252/8支柱绝缘子。
        3 中性点改双柱的设计与制造
        3.1 双柱的安装结构设计
        变压器和电抗器中性点母线支柱绝缘子,采用双根80KN、高为2300mm的双瓷瓶并列安装,增加防震强度。
        在经过多种设计方案的比选论证和模拟实验后,设计人员设计出了利用双根支柱绝缘子并列焊接在铁板上,然后固定到中性点母线上,上安装孔:4*M12,孔间距:100;下安装孔:4*Ф18,孔间距:178。这种设计,解决了双柱绝缘子的安装困难的问题(图1)。并且大大加强了中性点母线整体的抗震能力,这种设计,即增加了绝缘子的爬电距离,又对母线进行有效的防护,据现场试验验证,当发生5级以下地震时,绝缘子不会发生较大的晃动的情况,这种设计在某某1-8号机变压器和500kV升压站电抗器得到应用。
        3.2 改造材料的选择
        1.连接座,45#钢板焊接热镀锌,重量50N,钢板经过实验验证,强度在80N以上。
        2.瓷瓶固定板 45#钢板焊接加工热镀锌,重量270N,
        3.滚动轴,不锈钢材料,重15N,
        4.加强钢板 Q235焊接 两件 重50N,
        5.瓷瓶底板 20厚,45#钢板,重量300N,热镀锌,
        6.瓷瓶抗弯16000N,双柱高强瓷,
        7.其它标准件M12X45螺栓4套,M16X75, 40套,
        8.公司自制耐磨套 2件。
        9.ZS6-252/16支柱绝缘子
       
        图1:改造后安装情况
        3.3 双柱支柱绝缘子的试制
        在完成结构设计及材料选型后,由技术人员测绘双柱支柱绝缘子改造的相关尺寸,并制作仿真模型,设计加工专用双柱支柱绝缘子改造的成型模具。经反复探索实验确定了工艺参数、试制出中性点母线双柱支柱绝缘子改造的双列绝缘子,其各项技术性能满足设计要求。
        4 双柱支柱绝缘子的应用
        2010年4月至9月,在某某500kV升压站电抗器中进行改造,经过1年的试验阶段,充分的验证了中性点母线改双柱绝缘子的可行性。2011年5月利用某某公司大小修、临修的机会,将某某公司1-8号机主变中性点母线支柱绝缘子进行改造,改造后,大大的增加了设备运行的可靠性。图2:改造前后的对比。
       
        图2:改造前后的对比
        5 小结
        随着我国国民经济的飞速发展,各行各业对电力的需求越来越大,气候变化加剧,环境质量一时难以好转,高空瓷(或玻璃)绝缘子和支柱绝缘子需要进一步增加防震措施,将支柱绝缘子改为双列是一项有效的技术措施。
        本项目研制设计了专用于单相运行的变压器及电抗器中性点母线,改造结构实用可靠,改造后效果显著。该改造项目还可以用于低压户外的绝缘子的改造,对运行的绝缘设备改造有积极意义。
        参考文献:
        1、高压支柱绝缘子技术规范书
        2、绝缘子选择的技术标准
        作者介绍:
        周煜(1983-),男,天津人,高级工程师。单位:国家电网公司华北分部电力调控分中心,主要从事:电力系统调度、控制和分析工作。