35kV干式空心電抗器常見故障及處理措施

丘榮中

【摘 要】電力系統(tǒng)中，需要無功補(bǔ)償、移相、限制短路電流、濾波、平波時，常常會用到一種電感元件，叫作電抗器。其中有一種分類，叫干式空心電抗器，它因為無油結(jié)構(gòu)，杜絕了油浸電抗器漏油、易燃等缺點，保證了運(yùn)行安全;沒有鐵芯，不存在鐵磁飽和，電感值的線性度好。但是，干式空心電抗器在經(jīng)過較長時間的運(yùn)行后，會出現(xiàn)不同的故障，本文針對35kV干式空心電抗器常見故障原因及處理措施進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】35kV電抗器;故障;原因;處理

中圖分類號： TM47文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）36-0288-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.135

Common Faults and Treatment Measures of 35kV Dry Air Core Reactor

QIU Rong-zhong

（Substation Management Office of Heyuan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co.，

Ltd，Heyuan Guangdong 517000，China）

【Abstract】In power system，when reactive power compensation，phase shifting，short-circuit current limitation， filtering and smoothing are needed，an inductive element is often used，which is called reactor.There is a kind of classification， called dry air core reactor，because of its oil-free structure，it eliminates the oil leakage，flammability and other shortcomings of oil immersed reactor，and ensures the operation safety;there is no iron core，no ferromagnetic saturation， and the linearity of inductance value is good.However，after a long time of operation，there will be different faults in the dry-type air reactor.This paper discusses the common fault causes and treatment measures of 35kV dry-type air reactor.

【Key words】35kV reactor;Fault;Cause;Treatment

1 漏磁引發(fā)的發(fā)熱及處理措施

500kV某變電站35kV#1、#2并聯(lián)電抗器投運(yùn)時間是2010年05月，生產(chǎn)廠家是江蘇精科互感器股份有限公司，型號是LVQB-40.5W3。運(yùn)行人員用紅外測溫儀對500kV某變電站35kV#1、#2并聯(lián)電抗器測溫，發(fā)現(xiàn)發(fā)熱點較多，如圖1，圖2所示，其中發(fā)熱點分為兩種典型：1）兩組并聯(lián)電抗器支持絕緣子頂部與電抗器底座連接處存比較大的溫差。環(huán)境溫度為25℃，支持絕緣子頂部正常溫度為31℃，發(fā)熱點溫度達(dá)91℃，溫升60℃。2）35kV#1、#2并聯(lián)電抗器中心處，發(fā)熱點溫度103℃，溫升72℃。發(fā)熱故障會使電抗器的運(yùn)行年限減低，引發(fā)設(shè)備故障，給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來隱患。

35kV#1、#2并聯(lián)電抗器運(yùn)行時，由于干式空心電抗器無鐵心，運(yùn)行時在周圍空間產(chǎn)生了強(qiáng)大的交變磁場，在干式電抗器軸向、徑向磁場范圍內(nèi)，如果存在較大鐵磁物質(zhì)或閉環(huán)金屬體，將產(chǎn)生漏磁問題。漏磁對設(shè)備本體及周圍環(huán)境造成嚴(yán)重影響，會在閉合回路中產(chǎn)生電流，使導(dǎo)體發(fā)熱，處于變化磁場內(nèi)的導(dǎo)體也會產(chǎn)生渦流。干式空心電抗器的支持絕緣子頂部與電抗器底座連接處，支柱鋼帽是由金屬導(dǎo)電材質(zhì)制作的，在漏磁問題下，支柱鋼帽內(nèi)成一個閉合的導(dǎo)磁回路，形成電流閉合回路，因而產(chǎn)生電流的熱效應(yīng)。長期持續(xù)運(yùn)行情況下，支柱鋼帽的發(fā)熱，干式空心電抗器支撐鋼柱可能會發(fā)熱變形、支撐強(qiáng)度降低，絕緣下降，威脅設(shè)備安全運(yùn)行。

處理措施：采用非導(dǎo)電導(dǎo)磁材料制作支撐部件，或采取切斷閉合回路的方法，消除閉合的導(dǎo)電導(dǎo)磁環(huán)路。在設(shè)計和安裝環(huán)節(jié)，預(yù)先消除閉合的接地網(wǎng)或閉環(huán)的支撐構(gòu)件，合理設(shè)計和安裝電抗器的構(gòu)件。

圖1

圖2

2 干式空心電抗器溫升的影響及處理措施

35kV干式空心電抗器在正常運(yùn)行時，電流可以達(dá)到1000A左右。運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量，隨著運(yùn)行時間的增長，使電抗器的溫升慢慢變高，而溫升增高會加速絕緣材料的老化，使其逐漸失去絕緣性能。干式空心電抗器長期處于運(yùn)行狀態(tài)，溫升不均衡會引起絕緣層老化加劇，縮短設(shè)備使用壽命，嚴(yán)重時還會造成燒毀事故。造成電抗器溫升原因有：1）生產(chǎn)工藝水平限制，焊接質(zhì)量不良，接線端子與繞組焊接處的焊接電阻不符合設(shè)計規(guī)定。由于生產(chǎn)工藝水平限制，焊縫深寬比太大，焊道太小，熱脆性等原因產(chǎn)生的焊縫金屬裂紋都將降低焊接質(zhì)量，增大焊接電阻。在線圈中通過大電流時，附加電阻持續(xù)發(fā)熱，溫升過高。2）經(jīng)濟(jì)成本限制及不良競爭導(dǎo)致，生產(chǎn)廠家在設(shè)計階段，為了降低成本，有意使溫升的設(shè)計裕度變小，設(shè)計值與國際規(guī)定的溫升限值接近。3）外部運(yùn)行環(huán)境原因。干式空心電抗器在運(yùn)行時，由于表面污穢、異物堵塞等，導(dǎo)致電抗器的氣道不暢，散熱困難，干式空心電抗器內(nèi)部溫度過高。溫升水平滿足實際運(yùn)行條件才能保證電抗器質(zhì)量和運(yùn)行安全。

處理措施：1）提高焊接質(zhì)量。改善工藝條件，提高生產(chǎn)工藝水平，減少人為因素的影響。在焊接時，控制焊縫深寬比和焊道，熱脆性等降低焊接電阻。2）提高生產(chǎn)性價比，選擇合理的耐熱等級絕緣材料、設(shè)計運(yùn)行溫度更合理的干式電抗器。采購質(zhì)量好的產(chǎn)品，淘汰劣質(zhì)產(chǎn)品。3）定期停運(yùn)維護(hù)，結(jié)合停電時，進(jìn)行清洗除垢工作，清除表面積聚的污垢，并對散熱情況記錄跟蹤，及時發(fā)現(xiàn)問題、及時處理。

3 沿面放電的影響及處理措施

干式空心電抗器在戶外運(yùn)行一段時間后，表面積污。即使電抗器的表面按設(shè)計要求噴涂了絕緣涂料，但是經(jīng)過長時間風(fēng)吹日曬，表面噴涂的絕緣材料也會出現(xiàn)絕緣材料老化。在潮濕、下雨的情況下，表面污塵受潮，導(dǎo)致表面泄漏電流變大，產(chǎn)生熱量。由于水分蒸發(fā)速度快慢不一，表面局部出現(xiàn)干濕分離區(qū)，電流在該中斷處形成很小的局部電弧;電抗器的包封具有一定的厚度，頂端在下雨時會全部淋濕，而下端的狀況要好于頂端。泄漏電流在下端星狀板附近更為集中，所以下端更易于發(fā)生沿面樹枝狀放電。樹枝狀放電的進(jìn)一步發(fā)展，嚴(yán)重情況下，形成匝間短路，短路線匝中電流劇增，溫度升高使線匝絕緣損壞，嚴(yán)重時還會造成燒毀事故。

處理措施：1）加裝防雨帽、外加防雨層。2）涂刷憎水性涂料（PRTV），抑制表面放電。3）合理設(shè)計，增大表面包封的溫升，快速蒸發(fā)干式空心電抗器表面潮氣，抑制沿面樹枝狀放電的發(fā)展。4）端部預(yù)埋環(huán)行均流電極，克服下端表面泄漏電流集中現(xiàn)象。

4 振動噪聲故障及處理措施

干式空心電抗器運(yùn)行中由于制造和安裝過程中的零件松動、零件斷裂等機(jī)械原因，結(jié)構(gòu)件松動，螺栓松動，造成震動變大，發(fā)出噪聲。其次，運(yùn)行時的電氣故障原因，導(dǎo)致的磁回路有故障，也會使得干式空心電抗器運(yùn)行中震動變大，發(fā)出噪聲。

處理措施：1）檢查松動零件部位。主要分為：防雨罩、支撐底座、絕緣瓷瓶等各連接部分。結(jié)構(gòu)件松動，螺栓松動時，需要對緊固件進(jìn)行緊固，將基座與本體盡量固定，減少振動的不同步。2）消除回路中的繞組引線與匯流排焊接情況，引線有無斷裂、焊點有無開焊等故障。查找并消除此類故障時，可以消除干式空心電抗器運(yùn)行中震動變大，發(fā)出噪聲的現(xiàn)象。

5 結(jié)語

電抗器多采用串聯(lián)式干式空心電抗器，其結(jié)構(gòu)特點和制作工藝使得溫升、漏磁、等問題容易產(chǎn)生，進(jìn)而影響其正常運(yùn)行，甚至發(fā)生燒損故障。各種因素導(dǎo)致的材質(zhì)劣化是電抗器故障形成的直接原因.危害程度最大。因此：1）干式空心電抗器與支柱絕緣子連接起支撐作用的金具采用非導(dǎo)電導(dǎo)磁材料制作，雖然成本較高，但效果顯著。2）提高生產(chǎn)性價比，選擇合理的耐熱等級絕緣材料、設(shè)計運(yùn)行溫度更合理的干式電抗器。采購質(zhì)量好的產(chǎn)品，淘汰劣質(zhì)產(chǎn)品。3）運(yùn)行維護(hù)單位也需要加強(qiáng)紅外熱像和噪聲的檢測。注意日常干式空心電抗器的溫度及噪聲數(shù)據(jù)的積累，及時發(fā)現(xiàn)問題、及時處理。

【參考文獻(xiàn)】

[1]徐林峰.一起干式空心串聯(lián)電抗器的故障分析[J].電力電容器與無功補(bǔ)償，2008，29.

[2]李翔，梁思聰，楊增強(qiáng).66kV干式電抗器接地扁鐵發(fā)熱的缺陷分析及處理[J].陜西電力，2013，41（8）.

[3]劉彬，韋明邑.低樂電抗器接地扁鐵過熱問題分析及改進(jìn)[J].廣西電力，2010，33（4）.

[4]閻士琦.常用電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)手冊[M].北京：中國電力出版社，2004.

[5]劉彬，韋明邑.低壓電抗器接地扁鐵過熱問題分析及改進(jìn)[J].廣西電力，20l0，33（4）.