APP下载

华海线跳线线夹温度异常原因分析及对策探讨

2019-06-21申皓龙

产业与科技论坛 2019年10期
关键词:跳线金具福清

□申皓龙

一、华龙机组建设施工电源输电线路介绍

110kV华海线是为福清核电工程华龙机组建设提供施工电源的专用电力线路,线路资产由福建福清核电有限公司管理。线路起自220kV华塘变电站110kV构架,终止于核电施工电源110kV海岐变110kV构架,全长铁塔11.478km,共计铁塔30基,其中2~29号塔线路10.751km与220kV玉塘线双回同塔架设。

线路于2008年5月开工建设,2009年7月全线贯通,2009年12月投产送电;线路承担福清核电项目建设现场施工用电;2017年9月,福清海峡发电有限公司兴化湾海上风电场(下文简称:海峡风电)一期项目36MW首次T接汇入华海线,2018年5月,海峡风电T接导线改造,输送容量达77.4MW,华海线同时承担海峡风电电力的输出传送。

二、华海线线路多处跳线线夹温度异常问题描述

表1 华海线跳线线夹温度异常点统计

2018年10月30日09时38分,110kV华海线23号塔小号侧B相跳线线夹断裂脱落,造成110kV华海线线路突发停电;事故发生后,福建福清核电有限公司立即组织110kV华海线线路运维承包单位福建省送变电工程公司、海峡风电组织对线路30基铁塔跳线线夹进行红外测温工作,11月10日汇总发现温度异常的跳线线夹及实测温度如表1所示。

根据DLT-741-2010《架空输电线路运行规程》5.4.6:连续金具不应出现温度高于导线温度10℃,跳线联板温度不得高于相邻导线10℃,金具不应过热变色或出现连接螺栓松动,金具内不应出现严重烧伤、断股或压接不实。根据GB2314-2008《电力金具通用技术条件》4.2.3电气金具承受电气负荷性能应满足:导线连续处两端点之间的电阻应不大于同样长度导线的电阻;导线接续处的温升不大于被接续导线的温升;承受电气负荷的所有金具其载流量应不小于被安装导线的载流量。

参照国网公司电力设备管理中对于缺陷的分级规定:架空输电线路出现缺陷,按照其严重程度把缺可分为三个级别:一是危急缺陷:缺陷已危及到线路安全运行,随时可能导致线路事故的发生;二是严重缺陷:缺陷对线路运行有严重威胁,短期内线路尚可维持运行;三是一般缺陷:线路虽然有缺陷,但在一定期间对线路的安全运行影响不大。

经充分征询福建省送变电工程公司意见,现场巡线发现的多处线夹发热问题属于严重缺陷,需要尽快择窗口进行处理。因此,为了确保线路安全,避免2018年10月30号23号塔小号侧B相跳线断裂类似事件发生,经请示公司领导,现场于2018年11月12日向福州电网调度申请华海线停电检修,开展消缺工作,及时消除上述隐患,确保了线路的运行安全。高温异常点在消缺前后的对比示意如图1、图2所示。

三、跳线线夹温度异常原因分析

(一)直接原因:接触电阻增加导致热量积累。2018年11月12日线路消缺,笔者全程参与,并在消缺工作完成后,对更换下的跳线线夹进行了拍照采集,经对比发现,出现温度异常的跳线线夹,存在螺栓松动迹象,或出现锈蚀、氧化严重的现象,严重的存在螺孔开花、熔化的现象,详见图3、图4、图5、图6所示。

图1 消缺前线夹高温异常示意(图中圆圈标注为高温异常点)

图2 消缺后线夹高温异常消失

(二)促成原因:线路载荷增大且不稳定。根据公式Q=I2*R*t,直观的理解,除接触电阻外,影响热量的另外一个重要因素就是线路载荷。

经笔者在海岐变观察:华龙机组现场施工用电建设需求的用电负荷相对较小,峰时用电负荷约为7,000kW;查阅历史资料,海峡风电2017年9月T接后,满发输出36MW,2018年5月T接导线改造后,满发输出77.4MW,如表2所示。

图3:螺栓锈蚀 图4:螺栓氧化

图5 螺孔开花 图6 螺栓熔化

表2 海峡风电接入华海线前后,线路载荷变化对比

另一方面,风力发电存在电能输出不稳定的特点,伴随气象条件、外部风力的变化,线路载流量传输亦在一定范围内波动。经联系海峡风电核实,在2018年10月30日至2018年11月12日之间,海峡风电电能送出负荷约为54MW~77.4MW之间,线路载荷约为283A~406A。

综上可知,海峡风电2018年5月T接导线更换后,一方面线路载荷较之前变化较大,线路上线夹连接处一旦出现接触电阻增大的问题,则该异常点的热量会急剧积累,表征出现。另一方面,由于风力发电载荷输出存在一定的波动,若某一点金具固定出现松动,由于线路载荷波动,热胀冷缩,对线路上金具连接点牢靠链接亦存在一定影响。

(三)根本原因:线路长期运行且缺乏系统性检维修工作。110kV华海线系福清核电现场建安施工临时用电的外部电力专用线路,鉴于福清核电项目群堆模式下多台机组连续施工建设的工程实际,华海线在线路建成投运后,并未参照常规电气设备管理采取定期检修的工作制度,而是结合架空输电线路故障直观可见、处置迅捷的特点,实施状态检修,通过定期对输电线路进行巡视的方式,当发现线路缺陷时,依据缺陷重要程度而采取不同的检修策略,安排检修工作窗口。在2017年9月份海峡风电电能输出T接并入华海线之前,华海线线路长期运行在低负荷工况下,因此,即使当线路存在个别跳线线夹或金具连接点松动导致的接触电阻增大问题时,发热现象并不明显,常规线路巡查未发现或难以发现相关问题。

2017年9月海峡风电电能输出T接入华海线,2018年5月海峡风电电能输出T接入华海线的T接导线更换,两次影响华海线线路载荷传输的设计变更实施前,在技术分析论证上,单纯强调了线路载荷的承载力分析和停电改造对于机组建安施工现场停电影响的分析,缺乏对于线路运行风险及维修策略的统一论证。

而海峡风电2017年9月首次接入后,直至2018年10月30号23号塔小号侧B相跳线线夹断裂问题发生前,日常巡线仅在2018年6月发现过一次跳线温度异常现象:华海线1号塔小号侧C相跳线线夹过热,而此次问题消缺后的红外测温巡线排查,并未发现线路其他位置存在类似高温发热异常点,因此在管理上未对跳线线夹发热问题引起足够的重视,未能及时在管理上对华海线线路的维修策略进行调整。综上,造成华海线线路目前传输载荷承载力较大、载荷波动较大且长期运行未开展停电系统性检维修的运行现状。

四、对策探讨

华龙机组建设施工电源线路华海线系110kV架空输电线路,结合输电线路故障状态较易直接观察或检测、金具连接故障发生存在渐变过程的特点,采用定期巡视、定点消缺的状态检修策略,在线路载荷较低且线路投运初期的3~5年内,既能够确保线路运行的状态可靠,又可以有效地节省了线路维护成本,是一种值得肯定的检维修策略。但是伴随线路运行年份的逐渐增长,或存在线路传输载荷较大或不稳定的情况时,单纯地依托定期线路巡视、定点消缺将不能保证线路运行状态的可靠。因此,应当在状态检修基础上增加计划性检修予以辅助,委托有资质的线路检修承包商,每隔1~2年,组织开展华海线线路停电系统性检修整改工作,对于跳线线夹等螺栓紧固部位进行全面的排查与紧固,对于锈蚀、腐蚀严重的金具部件进行及时更换。

鉴于华海线目前承担海峡风电电能输出的职能特点,福清核电公司可以与海峡风电公司进行进一步磋商,要求海峡风电依托风力预测监控系统,增加对于强风天气下华海线线路的红外测温监控,一旦存在局部温度异常,及时对风电机组功率负荷进行必要调节,对线温异常缺陷进行评级并择窗口予以整改消除。

此外,对于国内其他新建核电项目若采用架空输电线路作为建设施工电源线路,除了在线路运行管理过程中及时对线路状态进行科学的评估、调整检维修策略外,还需要加强线路建设期间的施工过程监督管理,从跳线线夹选材、导线压接工艺及施工人员技术能力等多个环节进行把控,杜绝输电线路带“病”交付运行。

猜你喜欢

跳线金具福清
高海拔直流金具散热研究*
一起牵引站供电线路金具断裂典型故障分析
“华龙一号”示范工程福清核电6号机组首次临界
500kV 超高压输电线路金具挂环断裂原因及预防对策
基于线性拟合和差值补偿的跳线计算方法研究
关于Weitzenbock不等式的一条不等式链
台湾青年随父深耕福清台农创业园20载
特高压线路垂直排列耐张塔的跳线支架高度研究
那些年,我们错过的旗袍秀——旗媛淑院福清分院揭牌
大截面电力电缆固定金具三维涡流场有限元分析