并聯(lián)電抗器故障分析及改進措施

馬曉娜 馬小林

摘 ?要：并聯(lián)電抗器多安裝于戶外，受施工環(huán)境、器械質(zhì)量以及人為因素等因素影響，并聯(lián)電抗器故障時常發(fā)生，因此嚴重影響著電力系統(tǒng)的安全?；诖吮疚姆治隽艘黄?6kV并聯(lián)電抗器異常放電情況，結(jié)合實際案例提出并聯(lián)電抗器維修建議，給同類設備運維工作提供技術(shù)指導。

關(guān)鍵詞：并聯(lián)電抗器;放電;故障

中圖分類號：TM472 ?文獻標識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）07-0000-00

1 概述

2018年02月14日00時40分32秒，某換流站66kV II母A、B段母線保護電壓動作，66kV#15并聯(lián)電抗器保護動作，66kV #6627斷路器跳閘，66kV #15電抗器退出運行。

2 故障設備檢查情況

2.1現(xiàn)場檢查

2018年2月14日00時40分32秒790毫秒，66kV II母A段、B段WMH-800A/R1保護裝置動作，30毫秒后返回;40分32秒760毫秒，PST-648U保護裝置0ms啟動，795ms過負荷告警，985ms過流II段動作，最大相電流0.758A，折算出故障電流為1516A，如圖1所示。

#15電抗器B相本體第1包封有擊穿現(xiàn)象，靠故障側(cè)支柱絕緣子被熏黑，部分PRTV材料燒毀脫落，此絕緣子上面偏右位置的第十包封也存在黑跡，如圖2所示。

2.2返廠解體檢查

電抗器返廠后進行解體檢查，第1-3包封絕緣電阻為零，第4-10包封絕緣電阻為無窮大，故障位置應為第1-3包封。從10層包封開始依次由外向內(nèi)進行了解體，其中第10層包封表面光滑，無裂紋，下部存在被熏黑痕跡，如圖3，圖4所示。

3 故障原因

3.1 短路電流與事故關(guān)系

事故過程B相電流由額定（550A）上升到1516A。說明這是絕緣持續(xù)破壞的過程，由初期的單匝斷路故障形成的短路環(huán)，由于互感的存在造成溫度劇烈上升，引起相鄰匝間絕緣失效并相繼斷路，相鄰短路環(huán)并聯(lián)成一個整體。故障初期，少量的匝間短路，并不能引起電抗器阻抗值的直觀變化，這種微小的阻抗變化量不及母線電壓的波動范圍，并不能使過流電抗器的相電流增加到過流保護的整定值，只有故障繞組層短路20%以上時，阻抗才會發(fā)生較大幅度的變化。

3.2多處燒灼孔洞成因

第2層包封有一擊穿點，距離電抗器頂部90cm，并且擊穿點有一橫穿的裂紋，內(nèi)外側(cè)通風條被燒斷，其它層包封通風條無明顯燒斷痕跡，第2層包封擊穿點面積明顯大于第1層以及第3層包封擊穿點。根據(jù)這一現(xiàn)象可判斷先期故障發(fā)生在第2層包封。第1層包封擊穿點距離頂部90cm，與第2層包封擊穿點正好重合，由于第1層包封表面未發(fā)現(xiàn)裂紋，此擊穿燒毀點形成是由于第2層包封線圈燒融產(chǎn)生高能熱量導致。第3層包封存在兩處擊穿點，且擊穿點均存在一條橫穿裂紋。上側(cè)擊穿點距離電抗器頂部47cm，下側(cè)擊穿點距離電抗器頂部105cm，兩處擊穿點與第2層包封擊穿點在相同的風道。第3層包封的擊穿點可能是由于短路電流增大和第2層包封擊穿點線圈燒毀產(chǎn)生的高能熱量共同導致。

3.3裂紋成因

多個包封存在多處裂紋，該電抗器長期運行，機械強度降低，故障發(fā)生時溫度高電動力大，造成了環(huán)氧玻璃纖維封層開裂。

故障初期第2包封絕緣層匝間短路的原因有兩點：（1）存在微小裂紋，聚酯薄膜長期接觸外部環(huán)境，絕艷老化喪失絕緣能力造成了匝間短路;（2）鋁制導線內(nèi)部有灰渣，長期運行發(fā)熱使絕艷喪失，發(fā)生匝間短路，事故進一步擴大造成了多處裂紋和第1、3包封燒穿。

3.4支柱絕緣子發(fā)黑，涂料脫落

故障時燒蝕的導線鋁屑及絕緣材料燃燒后形成的碳灰彌漫附近氣道，使包封表面沿氣道瞬間發(fā)生閃絡，從而又形成了更多的碳灰及殘渣，高溫的殘渣及碳灰順氣道噴濺到下部附近的絕緣子上，引起絕緣子故障側(cè)表面PRTV燒蝕，并且有明顯碳灰積累，如圖11所示。

4建議

通過對以上并聯(lián)電抗器的故障分析，現(xiàn)提出如下建議：（1）生產(chǎn)過程中應嚴格把控生產(chǎn)工藝，確保產(chǎn)品質(zhì)量達到要求，加強導線等原材料的檢驗控制，同時考慮過流時電動力對機械強度的影響。（2）產(chǎn)品運行前加強電抗器通風通道的檢查、清理及維護。每年一次清理通風氣道內(nèi)集聚的灰塵及污垢;（3）不直接接地的電抗器發(fā)生匝間故障時，過流保護靈敏度低，存在較大的保護死區(qū)，建議干式空心電抗器加裝負序保護。

參考文獻

[1]陳化鋼.電力設備異常運行及事故處理[M].中國水利水電出版社，2008.

[2]牛林.電網(wǎng)設備狀態(tài)檢測技術(shù)培訓教材[M].中國電力出版社，2013.

收稿日期：2019-08-22

作者簡介：馬曉娜（1987—），女，青海西寧人，本科，工程師，從事高電壓技術(shù)專業(yè)研究。

Fault Analysis and Improvement Measures of Shunt Reactor

MA Xiaona，MA Xiaolin

（Maintenance Company of State Grid Qinghai Electric Power Company， Xining Qinghai ?810000）

Abstract：Shunt reactors are mostly installed outdoors. Affected by construction environment， equipment quality and human factors， the failure of shunt reactors often occurs， which seriously affects the safety of the power system. Based on this， this paper analyzes the abnormal discharge of a 66kV shunt reactor， and puts forward suggestions for maintenance of shunt reactor in combination with actual cases， and provides technical guidance for the operation and maintenance of similar equipment.

Keywords： shunt reactor; discharge; fault?b