知识点:电容无功补偿装置
尤其在夏季、冬季大负荷来临时.电容器组的投运更加频繁,由于电容器组的运行电流较大,容量为40 080 kvar的35 kvar电容器组运行电流为557 A,容量为60120 kvar的35 kV电容器组的运行电流为835 A。
较大的运行电流,较多的铜铝过渡连接,再加上安装、检修过程中处理工艺的不严格,使电容器组的发热问题频繁发生。
在2012~2013年河北南网无功设备的停电消缺次数中,由于发热问题引起的停电次数占到了总停电次数的90%以上。
因此,分析无功设备发热问题频发的深层次原因,推广正确的处理工艺,提出新型的接头连接方式对无功设备的安全稳定运行很有必要。
通过对发热的各种原因进行了分析,对容易发热的接触面的处理重点进行了介绍。
提出了一种全新的电容器接头连接方式,将原来的2个接触面变为1个接触面,能有效地防止电容器发热。
笔者在对河北南网在运的71组35 kV电容器组的发热缺陷分析中发现,电容器组内部发热的接触面结构分为以下3类:
1)铝排与铝排接触面发热;
2)软引线通过哈弗线夹与铝排连接接触面发热;
3)熔断器与铝排连接接触面发热。
进一步对电容器组发热缺陷进行分析发现,发热缺陷中的88%出现在软引线通过哈弗线夹与铝排连接接触面,发热原因84%为接触面氧化,9%为导电膏涂抹过厚。
3%为螺栓松动。
4%为哈弗线夹损坏。
综上所述对于电容器组发热原因主要为软引线通过哈弗线夹与铝排连接处铜铝过渡片氧化导致发热。
对于运行电流不变的端子来说,发热原因即为接触电阻变大,而接触
电阻变大无外乎以下原因。
2)使用材料为铝质,而由于铝排硬度较小,在使用铝排冲孔机冲孔时,螺孔周围容易产生凹陷的现象.而且难以打磨平整,导致母排接触面积减少,在运行中容易发热;
3)防范措施:安装及下料前检查接触端子将表面处理干净、平整后再进行安装。
3.2 接触面处理工艺不良导致接触电阻增大
由于变电站大多数设备运行在露天环境下工作各个连接点经常遭受到风吹雨打、冰冻雪融等自然条件的影响和侵蚀,接触面如果不严格按照正确的工艺要求.接头位置极容易发生氧化和腐蚀现象产生氧化膜,造成连接处接触电阻增大,而接触电阻增大,接触面就会发热。如果得不到及时发现和处理,接头的氧化程度会随着发热现象进一步恶化。造成无功设备局部温度骤然上
升严重时将导致设备接头烧损,发生设备跳闸
故障。
3.2.1 接触面(含铜铝过渡片)未涂抹导电膏严重氧化
铝是一种活泼的金属在干燥的空气中铝表面立即形成1层致密氧化膜,使铝不会进一步氧化。金属氧化物的导电性能非常差,这大大地增加了接触面的
接触电阻
(根据经验,铝打磨后5S内需要涂抹导电膏)
。通常在金属接触面一定要使用导电膏,导电膏也就是新型电力复合脂。其滴点范围为180℃-220"C,凝固点范围为20℃~30℃,其中所含的镍、锌、铬等金属细粒填充在接头接触表面的缝隙中。金属细粒在螺栓的紧固力作用下。能破碎接触面的氧化膜层,降低接触电阻。同时还可以在接头整个表面形成1个保护层而起到隔绝空气和渗入的水分,起到防止氧化的作用。因此正确使用导电膏能有效地改善接触面的导电性能,防止接触面的氧化和电化学腐蚀作用,使接触面在长期的运行中保持良好的导电性能阻为未涂抹导电膏导致严重氧化的接触面。
这里需要指出的是。导电膏并非良导体。它在
接触面上的导电性能是借“隧道效应”来实现的。
所谓“隧道效应”就是指离子通过一个势能大于
总能量的优先区域。
因此,涂抹导电膏时不能太
厚。
厚度太大的导电膏阻止了其发挥“隧道效
应”的性能,反而使接触电阻增大,并最终导致
发热。
在工程安装中,导电膏的使用存在误区,安装人员不是将导电膏均匀地涂抹在接触面上,而是在接触面上点上2处。依靠接触面的压紧力将导电膏压平。导电膏分布在接触面的有限部分,没有将接触面全部覆盖,因此不能阻止接触面的氧化,并最终导致发热。
综上所述,在进行设备检修和安装过程中,在设备间的连接时。应该对设备的接头进行处理.尤其应该注意接触面的防氧化处理。因此,导电膏的使用至关重要。使用导电膏的关键是:1)不能涂得太厚;2)涂抹的厚度一定要薄;3)涂抹要均匀。
现阶段各类设备引线端子基本为螺栓紧固方式.螺栓在运行过程中由于震动逐渐松动,使接触面压紧力不足,导致接触电阻增大。在此我们需要纠正一个错误认识.那就是认为在对连接螺栓进行紧固时拧得越紧越好。其实不然,由于各类材质弹性系数不同,针对铝质母线和母排的弹性系数较小的情况.当螺母压力达到一个I临界值时,如果材料的强度较差,而外力进一步增加时,将会导致接触面变形出现隆起的现象。这样不但不能增加接触面积反而使得接触面积减小,造成接触电阻增大。另外由于铜、铝材质膨胀系数相差很大。在运行中经电流作用多冷热循环,会使接触点处产生较大的间隙而影响接触,也增大了接触电阻。而接触电阻的增大,运行中就会引起温度升高。高温下氧化腐蚀就会加剧,产生恶性循环,使连接质量进一步恶化。
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1、GB5226.1-2008 机械电气安全
2、GB19517-2009国家电气设备安全技术规范
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