配网老旧变电站升级改造,是当下电力工程常态化工作,很多技改项目的事故复盘显示,互感器故障大多源于存量设备短时热电流不再适配升级之后的系统短路容量。电网扩容之后,短路电流水平提升,原有互感器铭牌热稳定参数余量不足,遇到短路故障,极易发生过热烧毁,技改设计必须把互感器短时热电流校核作为重点工作。
技改项目和新建工程最大区别,就是原有设备资料不完整。大量早年投运的老站,图纸丢失、试验报告遗失,无法直接调取当年系统短路参数,很难精准计算短路热效应。设计人员只能依靠现场勘测、电网运维部门调取当前短路容量数据,重新核算 I²t 热效应,再对比存量互感器铭牌短时热电流参数,评估是否可以继续使用。
很多技改存在一个简化方案:只更换开关柜一次主设备,保留原有互感器,以此控制成本、缩短施工周期。这个方案存在巨大隐患。电网改造后系统短路容量提升,原有互感器当年选型的短路条件已经改变,即便设备外观完好,绝缘没有明显破损,短时热电流裕度可能已经不足。不能仅凭外观判断设备可用,必须完成热稳定校核计算。
对于确定需要更换互感器的技改回路,还会受到原有柜体安装尺寸限制。柜体开孔、固定位置无法大范围改动,新互感器外形尺寸要匹配原有安装位置,同时短时热电流参数满足新的短路工况,选型约束条件比新建项目更多。经常出现满足热稳定的互感器外形偏大,无法装进原有柜体,需要和互感器厂家沟通定制优化结构。
标书和技术协议编制环节,技改项目要明确新互感器短时热电流指标,并且要求厂家提供完整型式试验报告。技改工程工期一般很紧,设备进场验收时间短,资料核查容易仓促,很容易忽略报告型号和供货产品匹配性,出现套用报告、参数虚标的隐患。监理验收阶段,会重点核查热稳定计算书,确认选型依据充分。
老旧互感器长期运行,导体腐蚀、绝缘老化,会降低实际短时热耐受能力。就算铭牌短时热电流参数理论上满足新系统短路参数,也要考虑多年老化带来的余量衰减。对于重要进线、母线互感器,即便计算勉强达标,很多设计方案也建议直接更换,避免长期运行风险。
在现场施工阶段,更换互感器完成后,除常规变比、极性、绝缘试验,无法现场开展短时热电流破坏性试验。短时热电流性能只能依靠前期型式试验报告与选型校核来保证。所以技改项目,选型阶段的计算和资料核验,就是把控热稳定性能的唯一关口,不能省略。
运维侧,技改完成后要更新设备台账,记录新互感器短时热电流参数,同步更新系统短路容量资料。后续电网再次扩容,要定期复核站内全部互感器热稳定性能,建立周期性评估机制。配网技改追求成本与工期,但安全底线不能妥协,互感器短时热电流校核,是防范短路故障下互感器烧毁的关键一环,必须落实在每一个技改项目设计环节。