淺談大型電力電抗器的現(xiàn)場(chǎng)干燥

周坤鵬

（中電華元核電工程技術(shù)有限公司，山東煙臺(tái)265100）

0 引言

隨著我國(guó)電力事業(yè)飛速發(fā)展，電力網(wǎng)覆蓋范圍越來越大，超、特高壓遠(yuǎn)距離輸電線路廣泛使用，大型電抗器的使用越來越多，電抗器使用中出現(xiàn)故障的頻率也隨之增高。對(duì)各種不同故障應(yīng)制定針對(duì)性的檢修施工方案，本文主要介紹大型電力電抗器由于某種原因絕緣受潮后的現(xiàn)場(chǎng)干燥處理。

1 電抗器基本狀況簡(jiǎn)述

1.1 受潮情況

某公司500 kV單相并聯(lián)電抗器，在現(xiàn)場(chǎng)等待安裝的過程中，記錄人員每天例行檢查記錄時(shí)，發(fā)現(xiàn)電抗器本體頂部微正壓氣體壓力表被誤拆，同時(shí)壓力表底座被打開，造成充入的高純氮?dú)庑孤?，鐵芯、繞組、夾件等暴露在空氣中。

1.2 電抗器參數(shù)

型號(hào)：BKD—50000/500；額定容量：50 000 kvar；額定電壓：550/；額定電流：157.5 A；溫升：油頂層55 K，繞組平均60 K。

2 電抗器受潮干燥處理的操作步驟

2.1 對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查及試驗(yàn)，判斷絕緣受潮情況，制定檢修方案

高壓試驗(yàn)測(cè)得參數(shù)如表1所示。

表1 設(shè)備高壓試驗(yàn)結(jié)果

表1表明電抗器內(nèi)部已經(jīng)受潮，需要進(jìn)行干燥處理，決定聯(lián)合采用油箱鐵損真空干燥法、油箱底部加電加熱輔助法、配用抽真空裝置抽真空輔助法，對(duì)電抗器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)干燥處理。

2.2 油箱鐵損真空干燥法的理論計(jì)算與裝設(shè)

2.2.1 加熱設(shè)備的計(jì)算

感應(yīng)法加熱干燥，即沿油箱外壁周圍纏繞一定匝數(shù)的渦流線圈，當(dāng)線圈中通以適當(dāng)?shù)慕涣麟姾?，所產(chǎn)生的磁通將通過油箱壁閉合，使油箱壁中產(chǎn)生渦流損耗而發(fā)熱，熱量從油箱壁傳到器身和絕緣中；油箱中發(fā)熱量的高低取決于纏繞在油箱壁上渦流線圈的密集程度、渦流線圈與油箱壁間的距離、通入渦流線圈中電流的大小和對(duì)油箱壁的保溫措施等。

感應(yīng)法加熱用的渦流線圈匝數(shù)是利用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行近似計(jì)算的，其計(jì)算過程如下：

（1）加熱電抗器時(shí)所需功率P（kW）：

式中，A為油箱散熱總面積（包括頂蓋、油箱壁和油箱底，m2）；t1為周圍空氣溫度（℃）；t2為干燥時(shí)油箱表面最高溫度（℃，一般取100℃）；K為系數(shù)，對(duì)于平面油箱，不保溫時(shí)K=12×10-3，保溫時(shí)K=5×10-3。

此電抗器是平面油箱，不加保溫，檢修時(shí)間在6月末，環(huán)境溫度在25～38℃之間，故溫度取33℃。油箱外形尺寸為：長(zhǎng)3.3 m，寬2.25 m，高3.55 m。

（2）油箱單位面積上消耗功率ΔP：

式中，AO為油箱側(cè)面積（m2）；L為油箱周長(zhǎng)（m）；h為油箱高（m）。

（3）渦流線圈匝數(shù)N：

式中，C為系數(shù)，根據(jù)ΔP值查表對(duì)應(yīng)查出C=1.92；U為電壓（V）；L為油箱周長(zhǎng)（m）。

（4）渦流線圈電流I：

用渦流線圈加熱其功率因數(shù)一般約為0.7。

（5）根據(jù)渦流線圈電流I，計(jì)算導(dǎo)線截面：

式中，δ為允許電流密度，一般取δ≤4 A/mm2。

當(dāng)電流為164 A時(shí)，導(dǎo)線截面選50 mm2。

2.2.2 渦流線圈繞制及調(diào)整

沿油箱周圍樹立方木支柱，支柱擺放均勻，間距約為1000mm，這些木支柱用來固定纏繞的渦流線圈導(dǎo)線，同時(shí)保證渦流線圈的線匝間以及導(dǎo)線與油箱之間的距離。

2.3 油箱底部加電加熱輔助法的理論計(jì)算與裝設(shè)

為了提高油箱溫度，采用在油箱底部加電加熱器的輔助方法。電加熱總功率PO（kW）可按下式確定：式中，A為油箱底部面積（m2）；ΔP為油箱底部加熱單位功率消耗量（kW/m2）。

油箱周長(zhǎng)L與ΔP間的關(guān)系如表2所示。

電抗器油箱周長(zhǎng)L=11.1 m，所以ΔP取0.9 kW/m2。

表2 油箱周長(zhǎng)L與ΔP間的關(guān)系

選用7臺(tái)1 kW加熱器，加熱器在油箱底部面積上的分布盡量均勻，油箱底部到其傳熱表面的距離不得小于100 mm。

2.4 配用抽真空裝置抽真空輔助法

為了提高干燥速度，采用抽真空裝置對(duì)電抗器本體抽真空。在利用渦流加熱法對(duì)器身完成預(yù)熱后，開啟動(dòng)抽真空裝置，逐步提高油箱中的真空度；依據(jù)油箱中真空度逐步提高、水分沸點(diǎn)降低的特點(diǎn)，使器身絕緣中所含水分易于汽化，并被真空系統(tǒng)排到油箱外部。

2.5 幾種方法同時(shí)使用時(shí)電抗器現(xiàn)場(chǎng)干燥的實(shí)施

（1）渦流線圈接通電源前，再次檢查和調(diào)整渦流線圈的正確性，接通電源后測(cè)試其電流，并根據(jù)所測(cè)得油箱各處溫度狀況來調(diào)節(jié)渦流線圈疏密。應(yīng)注意電流大小，若與計(jì)算值相差較多，則需對(duì)線圈匝數(shù)作調(diào)整；為調(diào)節(jié)溫度方便，在渦流線圈中設(shè)置4個(gè)中間抽頭。

（2）同時(shí)采用上述幾種干燥方法，連續(xù)進(jìn)行168 h干燥，其間嚴(yán)密監(jiān)測(cè)電抗器本體的真空度達(dá)到10 Pa左右并保持穩(wěn)定。監(jiān)測(cè)記錄各部位溫度，確保溫差不超過20℃，油箱壁最高不超過120℃，加強(qiáng)筋處不超過130℃；若過熱點(diǎn)與其他部位溫度相差很大，可用增大線匝到油箱間距離的方法來降低溫差。

3 電抗器現(xiàn)場(chǎng)干燥結(jié)束后高壓試驗(yàn)及投運(yùn)后跟蹤監(jiān)督

干燥結(jié)束后，用高純氮?dú)鉀_入電抗器本體，破壞電抗器真空，然后進(jìn)行電抗器高壓試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果如表3所示，數(shù)值完全合格。

表3 測(cè)試結(jié)果

隨后對(duì)電抗器進(jìn)行安裝，投入運(yùn)行后持續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)，電抗器運(yùn)行狀況穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)正常，表明電抗器干燥完全成功。

4 結(jié)語

這次現(xiàn)場(chǎng)干燥大型電抗器的成功，為進(jìn)行大型電力變壓器、電抗器的現(xiàn)場(chǎng)干燥積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為以后大型電力變壓器、電抗器的現(xiàn)場(chǎng)干燥奠定了基礎(chǔ)。

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