一种CT散热方法的运用与探讨

一种CT散热方法的运用与探讨

李春朋

(南方电网调峰调频发电有限公司鲁布革水力发电厂655800)

摘要：本文针对某水电厂机组中心点CT运行温度较高这一状况，通过对CT发热与散热详细分析，最后采用新材料、新工艺、新方法，成功解决了该厂机组中性点CT运行温度较高这一问题。为今后解决此类问题积累了宝贵的经验；该方法可供有类似情况的厂站解决此类问题做参考。

关键词：CT发热，CT散热，散热方法

Abstract:Inthispaper,aimingatthesituationthattheoperatingtemperatureofCTatthecenterofahydropowerstationisrelativelyhigh,throughthedetailedanalysisoftheheatingandcoolingoftheCT,andfinallyusingnewmaterials,newprocessesandnewmethods,theCToperationoftheunitattheneutralpointTheproblemofhightemperature.Ithasaccumulatedvaluableexperienceforsolvingsuchproblemsinthefuture;thismethodcanbeusedasareferenceforfactorieswithsimilarsituationstosolvesuchproblems.

Keywords:CTfever,CTcooling,coolingmethod

1、问题产生的背景

电流互感器（CT）作为电力系统中的重要设备，其正常运行是保证电力系统安全稳定运行的前提。它将一次侧大电流转化为二次侧小电流以满足自动装置对测量、计量、保护等需求的使用，某水电厂由于机组中性点CT安装位置特殊，位于发电机机坑与电缆层之间的墙体中间，随着发电机机坑内冷风温度的升高CT的运行温度也会随着升高，要达到很高的温度（80℃）时才能保持稳定，而CT长期保持在较高温度环境下运行，将加速CT绝缘老化，降低设备运行生命周期，进而增加了设备发生事故的概率。

2、对问题的思考与分析

基于上述问题，技术人员对CT发热、散热有关问题进行了详细分析，

2.1、CT热量的产生

运行时CT二次绕组中电流产生铜损是CT产生热量的主要来源；发电机长时间运行后机坑内冷风温度能达到40多度，这也是CT温度上升的一个因素；CT的金属外壳在强电磁环境中产生铁损，这也事CT外壳温度上升的一个因素。

2.2、CT散热方式

CT散热方式主要为CT在空气中自然散热，在发热与散热达到动态稳定后保持温度的平衡，另外由于是中性点位置特殊，下方还有中性点接地变压器，发电机中性点端头及连接板、接地铜排都有裸露部分，因此电站设计时就用一个柜子密封在内部，中性点CT也处在这个柜子内部，柜子空间狭小进一步增加了CT散热的难度。

3、采取的措施

针对上述存在的问题，主要从CT发热与CT散热两个方面采取了措施。主要措施如下所述。

3.1、减少CT的发热能力

3.1.1、对CT绕组铜芯线径进行加粗

为了使CT运行时产生的热量尽可能减少，在保证CT容量、变比的同时（该CT变比为8000/1，容量为30VA）,根据欧姆定律应尽可能减小CT二次绕组的直流电阻，对CT二次绕组铜芯线径进行相应的加粗，使CT运行时绕组内阻的损耗降低，从而使产生的热量相应的减少。

改进前后CT二次绕组直流电阻如下表所示（直流电阻为多次测量后的平均值）：

改进前和改进后CT绕组材料相同，绕组匝数相等；因此根据直流电阻计算公式:R=ρ*L/S求出各自的导线截面积：

S1=1/22.155；S2=1/16.325；

（S1：改进前CT绕组导线截面积；S2：改进后CT绕组导线截面积）。

S2/S1=22.155/16.325=1.357；

通过以上计算，改进后CT二次绕组导线截面积增大了35.7%。

3.1.2、减少CT本体金属材质的使用

由于CT外部环境为强电磁场环境，为防止涡流现象发生导致产一部分温升，在保证能承载受力强度的情况下应尽量减少使用金属材料，经过充分讨论研究后，技术人员决定将CT前后、面板及二次接线端子盒改成绝缘材质，以防止涡流现象发生导致的温升（详见上图）。

3.2、加强CT的散热性能

3.2.1、对CT外壳进行镂空处理

CT二次绕组产生的热量需通过外壳与周围环境进行热交换，为了方便CT能进行充分散热，在充分考虑机械强度的情况下,将CT外壳由金属全封闭外壳改成网孔结构（详见下图），以利于热交换。

3.2.2、增大CT与母线间间隙

另外，为方便CT本体散热，还增大了CT与母线间的间隙，中性点新CT与母线间的间隙增大了1cm，并重新设计、制作托架安装固定在发电机风洞墙体与中性点柜体中，满足了发电机中性点新CT的安装条件。

3.2.3、加强CT外装柜子的通风性能

因该厂机组中性点CT柜子为全金属封闭式，不利于内部环境与外界进行散热，因此，在考虑机械强度的前提下，将机组中性点CT柜盖板改为金属网状格栅，方便CT与外环境散热。

3.2.4、加强CT本体底部散热性能

因该厂机组中性点CT安装位置特殊，CT底部靠墙，为方便CT底部散热，在保证底部绝缘的同时，在位于金属托架上支撑CT底部的绝缘隔板上开孔，以利于CT底部散热。

4、改进后的效果

改进后的互感器经安装后投入运行，经满负荷24小时试运行，改进后的CT温度上升情况有了比较明显的改善。CT（B相）本体四周温度均在50度左右，只有底部托板处的一处温升较高，达到66.2度(详见下图)，与改造前老CT的运行温度有了较大变化（改造前老CT热像图见下图），单纯以热像图最高温度计算的话，改进后CT温度下降了14.2度。改进后的CT温度效果比较明显。

改进前CT热像图改进后CT热像图

5、结论

针对CT散热困难致使温度升高这一情况，多方技术人员经过认真思考，从CT发热方面与散热方面寻找问题的解决办法，最后运用一系列新材料、新工艺、新方法，成功解决了该厂机组中性点CT运行温度较高这一问题。为今后解决此类问题积累了经验；上述方法可供有类似情况的厂站解决此类问题做参考，可在电力系统内推广运用。

参考资料:

1、《电流互感器》GB1208-2006

2、《互感器运行检修导则》DL/T727-2000

3、《35kV-500kV电流互感器状态评价导则》中国南方电网有限责任公司企业标准。