煤层气发电厂神堂嘴站35KV系统更换避雷器方案

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  1.起因
  2010年7月31日神堂嘴站2#主变受雷击和接地冲击,A、B相绝缘损坏引起放电,导致变压器事故跳闸。事故后将2#主变解列返厂进行维修,更换干式变压器本体的A、B、C相高压线圈;更换温控器;三相高压线圈外表喷涂RV防污闪胶。
  同时公司、厂和生产厂家对变压器故障进行了分析,分析结果如下:
  1.1雷电波情况说明
  标准雷电波的波形图,它把电压从零升高到幅值的时间T1定义为波头时间;把电压幅值减低一半后的时间T2定义为波尾时间;把符合T1=1.5μs和T2=40μs的冲击波作为标准雷电波。
  1.2雷电波侵入神堂嘴2#主变分析
  (1)7月31日神站2#主变遭受雷击故障时,配电室中各开关处的避雷器计数器数值和上次动作记录比较,均未变化,说明此次雷击相关站内设备都未受雷电波直接击中。
  (2)根据神堂嘴主变所在地形位置及标准雷电波理论情况分析,神马线路在山坡较高位置,2#主变安装在较低处的室内,雷电波入侵的路径如下图所示,在雷电波波头时间段,冲击电流达到最大,雷击于35kV架空线路,产生直击雷过电压,通过线路入侵到35kV配电室,再传输到变压器,当雷电冲击电压超过变压器本身的耐受电压,变压器绕组间绝缘破坏,从而导致被击穿。
  (3)根据目前各设备避雷设施性能和试验结果分析,正常情况下神马线路遭受雷击,安装于线路上的避雷器首先放电,当雷电冲击电流为5kA时,其残压UKA不大于142kV,残压经线路传倒至配电室35kV母线,母线上和各开关处避雷器再次分流,会降低到主变耐受电压60kV以下时,不会对主变产生绝缘击穿现象。但神站2#主变在7月31日遭受雷击后,在对其进行耐压试验时最大耐压值为20kV,未达到规定试验值,说明由于2#主变跳闸原因是由于变压器绝缘较低而遭受雷电波入侵导致。
  1.3 35kV干式变压器耐压情况
  35kV干式变压器的绝缘水平为是70/170kV,遭受雷击后,系统感应电压达到(134*1.1+15)*1.15+17.5=200kV,而干式变压器的耐压只能达到170kV。
  现有避雷器至主变保护理论残压值可达180KV,起不到保护作用。
  2.神堂嘴站防雷设施现状
  2.1线路防雷装置
  神马双回线线路全长4.9kM,从神堂嘴至马家坡依次为1#~13#铁塔,共13基。 神马线在1#、6#、11#、13#铁塔上各装设两组复合绝缘的氧化锌避雷器,型号为:HY5WX-54/142。
  2.2 35kV配电室防雷装置
  神堂嘴35kV配电室室内35kVⅠ、Ⅱ段母线上各安装一组PT避雷器,线路301、302开关,主变303、304开关,母联300开关处各安装一组避雷器,型号为HY5WZ1-51/134。
  2.3变压器防雷装置
  神堂嘴站正常为两台干式主变并列运行,型号为:SC10-8000/38.5,交流试验耐压值额定为60kV,采用Yd11接线形式,主变高压侧303、304开关、低压侧601、602开关处各装设一组避雷器,6kV避雷器型号型号为YH5WS-10/30。
  3.解决办法
  (1)干式变压器绝缘性能比油浸变压器较差,耐受电压较低,建议将神站主变更换为油浸式变压器。
  (2)对目前神马线路及相关设备避雷设施进行全面检查,并在神马线路全线增设避雷线,从而保证雷电波不能入侵站内设备。
  (3)对神站2#主变进行全面检查完善,设立专项课题,讨论研究如何使用新技术和工艺手段提高干式变压器目前的绝缘水平。
  (4)更换合适的避雷器。
  现阶段,为了保护干式变压器(其雷电冲击电压电流残压为107KV),比较实现的是更换避雷器。
  第一步,更换线路避雷器,此工作已由供电工区完成,将原来避雷器的雷电冲击电压电流残压142KV更换为134KV。
  第二步,将现有的西安神电电器有限公司生产的HY5WZ1-51/134Q型避雷器,更换为适合干式变压器的避雷器。
  经过市场调研和选型,目前市场中没有避雷器的雷电冲击电压电流残压小于110KV的,所以建议更换为宜宾志源高压电器有限公司生产HY5WZ-51/120型避雷器。
  更换1#联络线301、2#联络线302、1号母线PT 3YH1和2号母线PT 3YH2的四组避雷器。 [科]
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