電纜終端異常放電原因分析2900字

1、電纜終端異常放電原因分析2900字 抽水蓄能電站由于其機(jī)組運(yùn)行的特殊性，機(jī)組抽水時需要用到靜止變頻器SFC。靜止變頻器SFC是利用電力半導(dǎo)體器件可控硅的通斷作用將工頻變換為另一頻率的電能控制裝置。機(jī)組在抽水啟動過程中利用這一特性，減小對電網(wǎng)的沖擊。SFC主要由輸入單元、變頻單元、輸出單元、控制單元、保護(hù)單元及輔助單元幾部分組成。輸入單元中包括輸入開關(guān)、輸入變、輸入限流電抗器等，這些一次設(shè)備主要靠高壓電力電纜相連接，電纜終端制作的工藝程度直接影響著SFC系統(tǒng)的平安運(yùn)行。 畢業(yè)電纜；終端；絕緣1、概況某電站安裝有4臺單機(jī)300MW的抽水蓄能機(jī)組，總裝機(jī)1200MW。發(fā)電/電動機(jī)為三相、立軸、半傘式

2、、帶阻尼繞組旋轉(zhuǎn)磁極、空冷、可逆式同步電機(jī)；水機(jī)部分為立軸、單級、混流可逆式水泵水輪機(jī)。機(jī)組具有發(fā)電、抽水、發(fā)電調(diào)相、抽水調(diào)相、停機(jī)五種工況，另外還設(shè)有背靠背拖動特殊工況。機(jī)組抽水或抽水調(diào)相啟動時假如用工頻電源直接啟動，起動電流為額定電流的67倍甚至更大，這樣將產(chǎn)活力械電氣上的沖擊。利用變頻器可以平滑地啟動起動時間變長，起動電流為額定電流的1.21.5倍，這樣將大大減小直接啟動對電氣設(shè)備的沖擊。該廠SFC系統(tǒng)電源取至兩路分別為：1號主變低壓側(cè)、4號主變低壓側(cè)。2、SFC系統(tǒng)電纜終端異常現(xiàn)象原因2.1SFC系統(tǒng)原理：SFC變頻裝置產(chǎn)生從零到額定頻率的變頻電源，可將機(jī)組同步的拖動起來。由于機(jī)橋在機(jī)

3、組啟動初期機(jī)端電壓太低不能自動換相，所以SFC拖動時分為低速運(yùn)行階段和高速運(yùn)行階段。為了使SFC在整個頻率范圍內(nèi)正常工作，低速運(yùn)行階段工作頻率上限高于高速運(yùn)行階段的工作頻率的下限。在低速運(yùn)行階段，SFC旁路開關(guān)合于旁路側(cè)，由于啟動初期機(jī)端電壓太低，SFC逆變橋不能自動換相，此時整流橋設(shè)置在全逆方式來截?cái)嘀绷骰芈返碾娏鳎?dāng)電流等于0時，計(jì)算出下一組欲觸發(fā)的可控硅，同時取消整流橋的全逆變功能，恢復(fù)回路中的電流，使新的一組可控硅導(dǎo)通，這種工作方式又稱強(qiáng)迫換相運(yùn)行，當(dāng)轉(zhuǎn)速升至約38r/min時，SFC旁路開關(guān)合于變壓器側(cè)。在高速運(yùn)行階段，此階段屬于同步運(yùn)行方式，由于電動機(jī)電壓的自然交替，橋臂的電流會自

4、控截止，此時可控硅可以自然換相，因此這一階段將不需要轉(zhuǎn)子位置傳感器的信號，PLC根據(jù)力矩設(shè)定值和頻率基準(zhǔn)值，并通過測量機(jī)橋、網(wǎng)橋側(cè)電壓、電流來控制機(jī)橋、網(wǎng)橋的觸發(fā)脈沖，以調(diào)節(jié)SFC輸出的起動電流，從而將機(jī)組拖動到49HZ頻率基準(zhǔn)值。此時同期裝置啟動，同期裝置根據(jù)機(jī)組電壓和電網(wǎng)電壓之間的頻率偏向、幅值偏向向同期調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)送“增加、“降低機(jī)組轉(zhuǎn)速和“增加、“降低機(jī)端電壓的控制命令；在同期裝置和同期調(diào)節(jié)系統(tǒng)的互相配合和協(xié)調(diào)下，機(jī)組電壓和電網(wǎng)電壓趨于重合，此時，同期裝置發(fā)出機(jī)組同期并網(wǎng)的指令，合機(jī)組出口開關(guān)。2.2某日夜間3號機(jī)組抽水工況啟動過程中，2號主變低壓側(cè)接地保護(hù)動作64T，保護(hù)定值U=0.6

5、Un=60V，故障時電壓0.898 UN=89.8V，延時2.5秒后跳500kV 5011和5014開關(guān)，導(dǎo)致1號、2號主變失電。2.3隨后安排對2號主變低壓側(cè)18kV封閉母線、電容器、PT、電抗器等一次回路設(shè)備外觀檢查及絕緣測量，未發(fā)現(xiàn)異常，未有異味。對2號主變低壓側(cè)至2號勵磁變高壓側(cè)間電氣回路進(jìn)展絕緣測量，未見異常。對SFC 1號輸入開關(guān)、SFC 2號輸入開關(guān)分別和SFC輸入變之間的電氣回路進(jìn)展絕緣測量，發(fā)現(xiàn)SFC 1號輸入開關(guān)到輸入變間電纜的B相絕緣異常。通過對故障電纜進(jìn)展交流耐壓試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)SFC 1輸入開關(guān)至輸入變B相電纜終端存在放電現(xiàn)象。隨后通過對該系統(tǒng)電纜頭進(jìn)展全面排查，發(fā)現(xiàn)SFC

6、系統(tǒng)故障電纜頭如圖1：圖1圖1中所示就是引起主變低壓側(cè)接地保護(hù)動作的故障點(diǎn)。該點(diǎn)絕緣損壞嚴(yán)重，內(nèi)部銅導(dǎo)線已露出。2.4通過對SFC系統(tǒng)一次電纜的全面排查，又發(fā)現(xiàn)了另一處異常的電纜終端，如圖2：圖2上圖中電纜也曾發(fā)生過放電現(xiàn)象，但主絕緣未被完全擊穿，所以對架空電纜搖絕緣，絕緣電阻表現(xiàn)不明顯，只有對其進(jìn)展交流耐壓試驗(yàn)才可發(fā)現(xiàn)此類缺陷。2.5 兩根電纜發(fā)生擊傷部位與電纜線鼻處間隔 一致。且兩根電纜頭制作工藝一致。電纜銅屏蔽層、外鋼鎧與半導(dǎo)體斷口齊平。如圖3：圖33、電纜終端異?，F(xiàn)象分析3.1由于SFC系統(tǒng)動力電纜均為單芯電纜，運(yùn)行過程中電纜屏蔽層會出現(xiàn)感應(yīng)電壓。假設(shè)存在接地不良，會出現(xiàn)電纜發(fā)熱現(xiàn)象甚

7、至出現(xiàn)放電現(xiàn)象。3.2高壓電纜每一相線芯外均有一接地的銅屏蔽層，導(dǎo)電線芯與屏蔽層之間形成徑向分布的電場。也就是說正常電纜的電場只有從銅導(dǎo)線沿半徑向銅屏蔽層的電力線，沒有芯線軸向的電場電力線，電場分布是均勻的。如圖4：3.3在做電纜頭時剝?nèi)チ似帘螌痈淖兞穗娎|原有的電場分布將產(chǎn)生對絕緣極為不利的切向電場沿導(dǎo)線軸向的電力線。在剝?nèi)テ帘螌有揪€的電力線向屏蔽層斷口處集中。那么在屏蔽層斷口處就是電纜最容易擊穿的部位。電場分布如下列圖5：圖5由于原制作電纜終端人員未按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)展工作，剝離半導(dǎo)體層及銅屏蔽層后處理不當(dāng)，存在較多的尖端，長期運(yùn)行發(fā)生尖端放電現(xiàn)象。且外半導(dǎo)體屏蔽層與銅屏蔽層斷口齊平，剝除屏蔽層

8、一是保證爬電間隔 ，二是增強(qiáng)絕緣外表抗爬電才能。電纜主絕緣外表產(chǎn)生爬電后，外半導(dǎo)體屏蔽層起不到相關(guān)作用，直接通過銅屏蔽層接地發(fā)生擊穿。3.4隨后對廠內(nèi)SFC系統(tǒng)其它電纜進(jìn)展了排查，發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)SFC系統(tǒng)電纜頭存在家族性制做安裝缺陷。詳細(xì)表現(xiàn)如下：3.4.1電纜熱宿管由于過熱收縮導(dǎo)致鋼鎧已露出，內(nèi)部密封膠已擠出，如圖6：圖63.4.2正常為保證不發(fā)生爬電引起電纜終端發(fā)熱或擊穿，18kV電壓等級電纜線鼻與半導(dǎo)體斷口保證400mm間隔 。電纜該間隔 滿足要求，但電纜銅屏蔽層、外鋼鎧與半導(dǎo)體斷口齊平，存在嚴(yán)重制作工藝問題。如圖7：圖74、冷縮電纜終端制做流程和注意點(diǎn)4.1剝外護(hù)套、鋸鋼鎧、剝內(nèi)護(hù)套：關(guān)鍵點(diǎn)：防止劃傷銅屏蔽、安裝鋼鎧接地線、纏填充膠、固定銅屏蔽接地線、套裝冷縮護(hù)套管、剝銅屏蔽層、剝外半導(dǎo)電層、安裝接線端子、清潔主絕緣層外表、安裝冷縮電纜終端管、密封端口。4.2“塑料絕緣電纜在制作終端頭和接頭時，應(yīng)徹底去除半導(dǎo)電屏蔽層。假如不剝除半導(dǎo)電屏蔽層或去除不干凈，一方面由于爬電間隔 不夠容易在接線端子處發(fā)生沿面閃絡(luò)；另一方面也容易產(chǎn)生氣隙而引發(fā)部分放電。5、完畢語電力系統(tǒng)電纜終端在一個發(fā)電廠里應(yīng)用極為廣泛，通過本次故障分析可以給該電站的電纜制作提出指導(dǎo)性意見，為該電站機(jī)組平安穩(wěn)定運(yùn)行提供了借鑒