国网宁夏超高压公司创新实施一种安全高效的检修方法—— 带电治理变压器隐患,作业更安全更高效

来源:国家电网报 作者:田园 发布时间:2023-06-13 09:09 关键词: 不停电作业带电作业
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6月3日,在位于宁夏中宁工业园区的330千伏华严变电站,国网宁夏电力有限公司超高压公司员工开展变压器检修后的跟踪巡检。经检测,变压器运行状态良好。两周前,检修人员通过带电作业消除了该变电站变压器抗短路能力不足隐患。


在变压器隐患治理过程中,为减少停电检修、进一步提升供电可靠性,国网宁夏超高压公司以带电检修为切入点,以建立有效旁路为突破点,提出变压器中性点限流电抗器带电接入方法。该方法的应用实现了不停电治理变压器抗短路能力不足隐患,提升了设备运行可靠性。


研制跨接导体装置


形成旁路接地


近年来,电力系统负荷不断增长,变压器最大短路电流也随之增大。在2019年的专项排查中,国网宁夏电力有限公司有23台330千伏变压器存在抗短路能力不足隐患,其中多台变压器运行年限超过10年。受设计、材料、工艺等因素影响,这些变压器发生短路故障时无法快速切除故障点。


按照传统作业方法,治理变压器抗短路能力不足隐患的措施是停电后在变压器中压侧的中性点加装限流电抗器,限制变压器中压侧单相及两相接地短路电流。然而,宁夏地区多数330千伏变电站承担着为能源基地或地方产业园区供电的任务,客户对供电可靠性要求高。针对这一情况,国网宁夏超高压公司变电一次创新团队决定改进传统作业方法,开展带电接入变压器中性点限流电抗器的研究。


创新团队分析,此类带电检修的关键点在于检修时维持变压器原有负荷,确保不影响变电站所带客户正常用电。团队成员翻阅以往带电检修的案例,决定参考避雷器计数器带电更换作业中的旁路接地方法。他们研制了一种连接在变压器中性点的跨接导体装置,用以形成旁路接地,临时替代原来的变压器中性点接地回路,之后再检修原有回路。


2022年年初,创新团队选取330千伏迎水桥变电站3号、4号主变压器作为研究对象,分析系统运行方式,结合变压器及限流电抗器设备参数,在仿真软件上开展不停电作业的理论研究。经过反复计算,他们确认了作业过程中若发生短路故障时的最大电流和最高过电压,并以计算值为依据确定了跨接导体装置的连接截面积和绝缘等级。


设计保护回路


保障操作人员作业安全


在研制跨接导体装置实现不停电作业的基础上,创新团队进一步分析了带电检修过程中的风险点。若检修过程中发生单相短路故障,变压器中性点将带电,影响操作人员及设备安全。


“如果能通过监测电压、电流等数据变化情况来了解操作人员的作业环境,就能降低带电检修的安全风险。因此,我们利用数字化、智能化技术设计出一套电流实时监测保护回路。”团队负责人闫海宁说。


保护回路主要由具备无线传输功能的电流监测装置和实时接收数据终端计算机组成。工作前,操作人员在电流监测装置上设置告警值,当电流超过告警值时,终端计算机发出声光报警信号提醒现场人员注意安全。


为提升电流数据采样的准确性,创新团队将5只电流互感器分别安装于变压器原有的两条接地回路、临时旁路接地的两条回路和需加装限流电抗器回路的相应位置,通过电流互感器实时监测各部位的通过电流。


当创新团队按照作业流程开展模拟试验时,又遇到了一个问题——带电检修完成后,如何验证限流电抗器已可靠接入变压器呢?


“若限流电抗器存在接触不良情况,直接开展加压试验会导致变压器原有中性点回路出现异常。我们提出采用并联等效电阻的方法开展间接验证。”团队技术人员马磊说。


在实际操作中,团队成员在变压器原有中性点接地回路上并联一个与接入的限流电抗器直阻相同的电阻盘,用钳形电流表同时测量限流电抗器回路及电阻盘回路的电流,通过对比两个回路的电流数值,判断限流电抗器是否有效接入。


缩短变压器检修时间和流程


成果应用前景广阔


2022年4月1日,国网宁夏超高压公司检修人员在330千伏迎水桥变电站首次开展带电接入变压器中性点限流电抗器作业。传统停、送电作业的30余项操作流程简化为9项,平均施工工期由原来的3天缩短至4.6小时。


目前,该公司已设计出一套包含合闸分流、泄流保护、过电压保护的跨接导体装置,形成一套330千伏变压器中性点限流电抗器带电接入方法。团队成员还对现场施工方案及工艺标准实行标准化管理,提升创新成果的实用性和可推广性。


据统计,应用带电接入中性点限流电抗器方法,人员作业无须进行5项高风险工序、2项中风险工序,在提升变压器运行可靠性的同时降低人工运维成本和工作难度。


截至今年5月底,创新团队已利用该方法完成宁夏电网17台330千伏变压器抗短路能力不足隐患治理工作。


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