2.2.3 渦流發(fā)熱
由于開關柜運行電流越來越大,渦流發(fā)熱已成為開關柜發(fā)熱的一個不可忽視的嚴重問題。負荷電流在穿墻套管固定鋼板內產生交變磁場,進而在其中產生感應電壓,由于普通鋼板電阻小,所以在其中產生較大的環(huán)流,引起鋼板發(fā)熱。當負荷電流大于幾千安時,這種渦流發(fā)熱十分明顯。以某典型的10kV 全密閉中置開關柜斷面圖為例,開關柜中渦流產生的幾個常見部位如圖3 所示。 A—母線室;B—斷路器手車室;C—電纜室;D—繼電器儀表室;1.1—泄壓裝置;1.2—控制小線槽;1—外殼;2—分支小母線;3—母線套管;4—主母線;5—靜觸頭裝置;6—靜觸頭盒;7—電流互感器;8—接地開關;9—電纜;l0—避雷器;11—接地主母線;12—接卸式隔板;l3—隔板( 活門) ;l4—二次插頭;15—斷路器手車;l6—加熱裝置;l7—可抽出式水平隔板:l8—接地開關操作機構;l9—底板。
其中渦流發(fā)生的主要部位有開關柜主母線間隔板、主母線穿到觸頭室間隔板、6 個手車臂的隔板、主變進線隔板處。有些開關廠的產品在上述部位沒有采取防渦流的措施,運行中就發(fā)生了渦流發(fā)熱現(xiàn)象。如容量為50MVA 主變壓器滿載時次級電流達3000A 時,會產生嚴重的渦流發(fā)熱,所以總柜溫度普遍比出線柜的溫度要高幾十攝氏度。
2.2.4 導體發(fā)熱
由于開關柜內有大量主母線采用銅、鋁排等導體,當運行電流越大,主母線發(fā)熱越明顯。目前,采用的銅、鋁排雜質含量高,銅排電阻率較大也影響發(fā)熱,設計熱穩(wěn)定余度小,原來的矩形截面散熱面小,加開關柜小型化全密封散熱通風差,運行中可以發(fā)現(xiàn)主母線室柜門表面溫度較高。
2.2.5 道德風電場開關柜發(fā)熱實例
道德風電場10kV 專用計量開關柜在運行中出現(xiàn)了發(fā)熱現(xiàn)象,運行人員對故障進行了分析,初步確定可能是由于以下原因導致設備發(fā)熱:
(1)因銅排及銜接螺栓在運行期間發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象,從而導致螺栓松動,繼而高負荷運行時產生熱量。
(2)在制作銅排銜接時,由于施工工藝不當或質量不高,原始緊固程度不到位,在運行時又產生松動,導致銅排接觸不實,電流過大時銅排發(fā)熱。
(3)專用計量柜下側擋板(鋼板),運行中產生渦流導致發(fā)熱。
在進行母線排螺栓緊固后,發(fā)熱現(xiàn)象依然存在,所以判定為開關柜之間擋板(鋼板)運行中產生渦流發(fā)熱且柜內散熱不良。風電場采取了以下措施:一是在將兩柜之間擋板(鋼板)換成純鋁板以減少渦流產生;二是在專用計量柜下側安裝了散熱風扇,并將后部蓋板進行打孔,增強空氣流通能力。通過以上改造后,開關柜溫度始終保持在正常范圍內。