66kV干式空心電抗器故障分析

高自偉,朱學成,瞿舜克,趙 淼

(1.國網(wǎng)黑龍江省電力科學研究院,哈爾濱 150036;2.國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司,哈爾濱 150090)

2012年 12月 6日 15:24,某 500 kV變電站 2號66 kV并聯(lián)電抗器 RCS9647過流保護動作,868斷路器跳閘?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn):2號并聯(lián)電抗器U相內(nèi)部一側(cè)自上而下有熏黑痕跡,熏黑部位絕緣夾件有兩處掉落,下部支持絕緣子及地面也被熏黑。該并聯(lián)電抗器型號為 BKK-20000/63,生產(chǎn)日期為 2006年 1月,出廠序號為213871。2006年8月 25日首次投運,最近一次投運時間為2012年 5月9日,2012年 12月6日發(fā)生故障,運行時間為211天。

1 外觀檢查

2號 66 kV并聯(lián)電抗器外觀檢查發(fā)現(xiàn):最外層包封外表面防污閃涂層未發(fā)現(xiàn)起皮、脫落現(xiàn)象,未發(fā)現(xiàn)表面樹枝狀放電現(xiàn)象。電抗器上、下匯流排與電抗器本體連接的綁扎帶連接良好,未發(fā)現(xiàn)破損及斷裂。電抗器下出線相鄰匯流排第 10包封和第 11包封之間,電弧過火煙熏痕跡明顯,電抗器上端對應部位可見明顯過火痕跡。電抗器繞組上端有兩處明顯鳥類打窩痕跡,5只鳥蛋掉落到電抗器風道,通風道污物較多。

2 現(xiàn)場試驗

2.1 故障前繞組電阻測試

在并聯(lián)電抗器發(fā)生故障前,2006年 5月 24日繞組電阻測試結(jié)果見表1。

表1 繞組電阻值 mΩ

2.2 故障后繞組整體參數(shù)測試

在并聯(lián)電抗器發(fā)生故障后,繞組電阻、阻抗及損耗測試結(jié)果見表2。

表2 整體參數(shù)測試值

2.3 故障后線圈電阻測試

干式電抗器故障后,將并聯(lián)電抗器所有上匯流排的出線頭剔開,下出線頭不動,對所有線圈電阻進行測量,測試結(jié)果見表3。

2.4 故障后線圈絕緣電阻測試

將并聯(lián)電抗器所有上、下匯流排的出線頭剔開,用500 V兆歐表測量各包封股、層間的絕緣電阻值。第 10包封和第 11包封內(nèi)部斷線,第 10包封和第 11包封內(nèi)部部分線圈之間絕緣電阻為 0,第1包封至第9包封層間絕緣電阻為無窮大。

表3 干式空心電抗器繞線直流電阻測量值 Ω

3 解體情況

對第 11、10、9包封進行解體發(fā)現(xiàn):電抗器包封外側(cè)發(fā)現(xiàn)鳥糞痕跡及風道污穢(見圖1)。第 11包封內(nèi)側(cè)對應下出線臂左側(cè)故障點處有約 900 mm寬,上下貫穿的過火痕跡(見圖2)。第11包封內(nèi)側(cè)表面自上而下有11處小的裂縫或孔洞(見圖3)。第 10包封外側(cè)對應 11包封內(nèi)側(cè)同樣有過火痕跡,外表面可見3處孔洞。掀開外絕緣,內(nèi)部導線可見電弧灼傷煙熏痕跡(見圖4)。遠離故障位置,導線絕緣情況 良好。

圖1 鳥糞痕跡及風道污穢

圖2 第11包封內(nèi)側(cè)過火痕跡

圖3 裂縫或孔洞

圖4 內(nèi)部導線受損情況

4 故障分析

綜合外觀檢查、試驗及解體情況,故障分析如下:該并聯(lián)電抗器上端有鳥窩殘存物、鳥蛋及柴草,部分通風道內(nèi)有鳥糞,并有輕微爬電痕跡。在電弧放電區(qū)域內(nèi)未見鳥糞等污穢物,可見該電抗器故障與鳥糞等污穢物不相關(guān)。從該并聯(lián)電抗器解剖情況分析,該電抗器在制造過程中存在局部缺陷(如導線毛刺、絕緣氣隙),在絕緣缺陷處長時間放電致使導線及其周圍絕緣燒損嚴重(見圖4),最終導致電弧放電,電抗器保護動作,斷路器跳閘。

5 結(jié)束語

為保證干式空心電抗器安全穩(wěn)定運行,結(jié)合實際情況,特提出如下建議:加裝防鳥裝置,預防鳥類進入并聯(lián)電抗器,危及電抗器安全穩(wěn)定運行;進一步加強導線質(zhì)量檢測:適當提高干式空心電抗器絕緣裕度,彌補在制造過程中絕緣厚度的分散性。