秦 孜， 秦曉佳， 胡義濤， 李 騰， 張 晗

(1.國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司檢修分公司， 安徽 合肥 231131;2.國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司培訓(xùn)中心， 安徽 合肥 230022)

0 引言

換流變壓器是實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換的重要設(shè)備，而換流變的繞組溫度異常將會(huì)嚴(yán)重影響其穩(wěn)定運(yùn)行。在最近一起某特高壓換流變繞組溫度表引起的報(bào)警中，監(jiān)控后臺(tái)顯示極2低端換流變YYA相網(wǎng)側(cè)繞組溫度為80.04 ℃，隨后運(yùn)維人員到現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)表計(jì)溫度為80 ℃，超過報(bào)警值。經(jīng)過報(bào)備停電后，核驗(yàn)該繞組溫度表故障，隨即更換新的繞組溫度表，更換后運(yùn)行正常，報(bào)警信號(hào)消失。通過本次繞組溫度表的校準(zhǔn)工作，及時(shí)有效地消除了設(shè)備隱患，對(duì)今后換流變的檢修具有指導(dǎo)意義。

1 故障處理過程

1.1 故障描述

2021年3月22日，某換流變OWS后臺(tái)發(fā)出極二低端換流變YYA相網(wǎng)側(cè)繞組溫度高報(bào)警。極二低端YYA相網(wǎng)側(cè)繞組溫度OWS后臺(tái)為80.04 ℃，現(xiàn)場(chǎng)80 ℃，對(duì)比其他相，YYB為54.8 ℃，YYC為59.2 ℃，YYA相溫度高出其他兩相約20 ℃。

根據(jù)一體化在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)，本文以半個(gè)月為一個(gè)觀察周期，取該時(shí)間段繞組溫度最高值繪制溫度折線圖。由圖1可以看出，極二低端換流變YYA、YYB、YYC相網(wǎng)側(cè)繞組溫度隨著環(huán)境溫度及負(fù)荷地變化而變化，在同一時(shí)間段內(nèi)YYA相繞組最高溫度均比另外兩相高。

圖1 極二低端換流變YYA、YYB、YYC三相網(wǎng)側(cè)繞組溫度近一季度數(shù)據(jù)對(duì)比

1.2 故障檢查

1.2.1 初步分析

觀察換流變故障氣體在線監(jiān)測(cè)裝置無(wú)異常，同時(shí)冷卻器均處于正常工作狀態(tài)，未發(fā)生報(bào)警現(xiàn)象。對(duì)比極二低端換流變?nèi)嗑W(wǎng)側(cè)繞組溫度近一季度數(shù)據(jù)，判斷YYA相網(wǎng)側(cè)繞溫表指示值出現(xiàn)偏差，表盤上升溫度大于實(shí)際溫升，導(dǎo)致監(jiān)控后臺(tái)誤報(bào)。

1.2.2 校驗(yàn)分析

檢修人員到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)極二低換流變YYA相網(wǎng)側(cè)繞組溫度表進(jìn)行檢查，繞組溫度表的R-R端對(duì)地測(cè)量電位，發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)電位正常。將檢定槽溫度固定50 ℃，一段時(shí)間后讀取繞溫表指針讀數(shù)為45 ℃，注入1.0 A校驗(yàn)電流，50分鐘后，觀察繞溫表表盤溫度為84 ℃，溫升為39 ℃，超過預(yù)試值22 ℃，證明該繞組溫度表存在缺陷，需要更換。

1.2.3 繞溫表更換處理

檢修人員首先配合運(yùn)行人員斷開故障繞溫表電源，使用萬(wàn)用表進(jìn)行驗(yàn)電，對(duì)驗(yàn)明確無(wú)電壓的接線端子進(jìn)行拆除，將仍有電壓的信號(hào)端子拆除后進(jìn)行絕緣包裹，以防檢修人員更換過程誤碰帶電部位。在更換前對(duì)繞溫表內(nèi)端子連接情況進(jìn)行拍照留存，方便更換完成后恢復(fù)接線。拆除故障繞溫表，對(duì)經(jīng)國(guó)網(wǎng)安徽省電力科學(xué)研究院檢驗(yàn)合格的新表進(jìn)行校準(zhǔn)后，進(jìn)行安裝更換。更換新的繞溫表后現(xiàn)場(chǎng)檢查無(wú)異常，恢復(fù)送電監(jiān)控后臺(tái)報(bào)警消除，繞溫表顯示溫度在正常范圍，并且對(duì)比B、C兩相繞組溫度表的示數(shù)無(wú)明顯差異。對(duì)更換后繞組溫度表進(jìn)行保護(hù)出口信號(hào)測(cè)試，監(jiān)控后臺(tái)顯示準(zhǔn)確，更換工作結(jié)束。

2 繞組溫度表工作原理及現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)方法

2.1 繞組溫度表工作原理

換流變繞組四周充滿絕緣油，繞組溫度表測(cè)得溫度實(shí)際是指上層油溫與線圈對(duì)油的溫升疊加的溫度，它是在一個(gè)油溫表基礎(chǔ)上再裝設(shè)一臺(tái)電流匹配器與一個(gè)電熱元件。電流匹配器是一種電流變換裝置，從變壓器的電流互感器輸出的電流經(jīng)電流匹配器變換后，向繞組溫度表內(nèi)部的電熱元件提供一個(gè)加熱電流，從而能夠模擬變壓器繞組最熱部位溫度。當(dāng)某相換流變不承擔(dān)功率時(shí)，線圈對(duì)油溫升為零，繞組溫度表讀數(shù)即為換流變油的溫度，而該相換流變承擔(dān)功率運(yùn)行時(shí)，電流互感器電流經(jīng)電流匹配器轉(zhuǎn)換為加熱電流后，加熱電熱元件，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的附加位移量。所以，換流變繞組溫度計(jì)指示的溫度是換流變頂層油溫與線圈對(duì)油的溫升之和。

2.2 繞組溫度表的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)

繞組溫度指示器超過油溫的溫升，又叫做梯度?？赏ㄟ^圖2、表2來獲取梯度，也可以通過公式(1)計(jì)算：

圖2 加熱電流與梯度曲線

表2 加熱電流與梯度關(guān)系

(1)

其中

G

為梯度(℃)；

I

為加熱電流(A)；

K

是一個(gè)常數(shù)，它取決于繞組溫度表感溫包類型，由表1得出。根據(jù)Betech廠家說明書得知最大加熱電流不超過2.3 A，熱模擬時(shí)間常數(shù)不大于9分鐘。

表1 影響常數(shù)K的因素

由該繞組溫度表感溫包類型及測(cè)量范圍知，

K

=22，若加熱電流為1 A，則由公式(1)知梯度為22 ℃。由表2可以得到，加熱電流為1 A時(shí)，梯度為22 ℃，誤差為5

%

。使檢定槽溫度固定，從備品庫(kù)中找到出廠校驗(yàn)后的繞溫表，進(jìn)行安裝后檢驗(yàn)。通過調(diào)節(jié)恒溫箱的溫度，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示：

表3 繞溫表梯度校驗(yàn)

將感溫包分別放入50 ℃、65 ℃、85 ℃、95 ℃的恒溫箱中，放置30分鐘后讀取繞溫表指針讀數(shù)分別為為46 ℃、61 ℃、82 ℃、93 ℃，對(duì)繞組溫度表施加加熱電流1 A，維持50分鐘后，讀取指針穩(wěn)定不變后的數(shù)值分別為66 ℃、81 ℃、103 ℃、114 ℃。梯度分別為20 ℃、20 ℃、21 ℃、21 ℃，溫度校驗(yàn)合格。測(cè)試報(bào)警、跳閘信號(hào)無(wú)誤。

3 結(jié)論與建議

(1)在檢查過程發(fā)現(xiàn)繞溫表上部連接感溫探針處并無(wú)油跡，內(nèi)部接線均無(wú)異常，因此初步判斷引起故障的原因是繞溫表本身溫升異常導(dǎo)致。該站換流變繞組溫度表均為MR公司的免維護(hù)繞溫表，現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)至今此類故障已發(fā)生六起，建議站內(nèi)多配備此類繞溫表備品，方便故障發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)更換，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。

(2)對(duì)站內(nèi)繞組溫度表備件繼續(xù)加強(qiáng)定期檢驗(yàn)工作，嚴(yán)格把關(guān)新采購(gòu)備件質(zhì)量。鑒于該型溫度表在以往運(yùn)行過程中出現(xiàn)過類似故障，應(yīng)在年度檢修期間對(duì)同類在運(yùn)設(shè)備開展專項(xiàng)檢查工作，確保該類型表計(jì)正常，沒有故障現(xiàn)象。

(3)本次核驗(yàn)繞組溫度表采用加熱電流法進(jìn)行溫升校準(zhǔn)，具有快速有效、縮短工期、避免與其他年度檢修項(xiàng)目交叉作業(yè)，利于現(xiàn)場(chǎng)操作等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)今后的檢修工作具有指導(dǎo)意義。