一起變電站電抗器故障分析

摘要：電抗器是變電站內(nèi)的常用設(shè)備，本篇結(jié)合一臺串聯(lián)電抗器的事故情況進(jìn)行故障原因分析，提出選型、制造、運(yùn)行等方面應(yīng)該注意事項(xiàng)，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電抗器? 故障? 分析

一、 事故簡要情況

某日14時(shí)18分，接到變電運(yùn)行人員通知，反應(yīng)110kV某變3#電容器關(guān)跳閘重合不成，現(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn)電容器室內(nèi)有大量煙霧，待煙霧散盡進(jìn)入電容器后看到，屋內(nèi)大量煙塵，3#電容器組的電抗器已燒壞，該電抗器型號CKSC-180/10-5，出廠序號2015048710， 出廠日期2015年4月。接報(bào)故障日期為2017年7月24日，推算運(yùn)行時(shí)間為2年多。

隨后運(yùn)維檢修專家會同設(shè)備廠家到達(dá)現(xiàn)場了解、收集相關(guān)信息?，F(xiàn)場勘查后，現(xiàn)有電抗器（CKSC-180/10-5 ）徹底損毀，其中C相線圈燒毀，如附圖1所示，A、B相表面都已灼傷，B相較為嚴(yán)重;無法使用，緊急新?lián)Q一臺電抗器后并將該組電容器進(jìn)行了試驗(yàn)正常后再投入運(yùn)行。

二、 故障產(chǎn)品的解剖

應(yīng)運(yùn)行單位要求，設(shè)備廠家對返廠后的故障電抗器進(jìn)行了解剖，并進(jìn)行試驗(yàn)分析，如附圖2示。

從線圈解剖情況看，故障線圈外部絕緣都已不同程度的化成焦炭，內(nèi)部絕緣已基本化成灰了，說明故障延續(xù)時(shí)間較長，導(dǎo)致故障惡性循環(huán)，不斷擴(kuò)大，線圈嚴(yán)重?zé)龘p。

通過對燒損線圈仔細(xì)查找，未找到線圈內(nèi)部有明顯缺陷。

通過對未燒損線圈的測試，各項(xiàng)性能指標(biāo)仍是符合要求。并通高頻脈沖振蕩匝間耐壓試驗(yàn)來驗(yàn)證，最嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)是國家電網(wǎng)，要求為70KV/min。另外兩只沒故障線圈試驗(yàn)的情況：A相：110KV/min未擊穿;B相：90KV/min到30秒左右時(shí)擊穿?？煽闯鲈撾娍蛊?，線圈內(nèi)部的絕緣強(qiáng)度還是有很大裕度。至于C相出廠時(shí)的匝間耐壓水平，因當(dāng)時(shí)還沒有這套試驗(yàn)設(shè)備，實(shí)際情況也不好推斷。但出廠時(shí)雷電沖擊試驗(yàn)是合格的，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

三、 故障原因分析

引起電抗器線圈燒毀，直接原因應(yīng)該是有匝間短路。引起匝間短路的原因，即為匝間絕緣擊穿所至。

一般情況下，引起匝間絕緣擊穿有兩個方面：一個方面，長期熱效應(yīng)的影響，引起匝間絕緣老化的熱擊穿;另一個方面，電擊穿引起。由于外部原因引起長期過電壓的沖擊，或線圈內(nèi)部絕緣有損傷（主要是匝絕緣），存在有匝絕緣薄弱點(diǎn)，或是多方面原因綜合作用引起。

1、關(guān)于熱擊穿方面：

絕緣老化而引起熱擊穿，是一個較漫長的過程，引起熱擊穿主要原因有：

a） 環(huán)境溫度過高，通風(fēng)散熱條件較差。

b） 諧波電流較大，長期熱效應(yīng)引起。

2、關(guān)于電擊穿方面：

由于外部原因引起長期過電壓的沖擊方面，損傷線圈。外部原因主要包括：

a） 沖擊電壓的過大或過頻繁，累積引起線圈匝絕緣受損。

b） 長期過電壓過大或過頻繁，累積引起線圈匝絕緣受損。

c） 合閘次數(shù)較頻繁，累積引起線圈匝絕緣受損。

d） 真空接觸器的彈跳，引起較大的過電壓，累積引起線圈匝絕緣受損。

3、產(chǎn)品自身方面的原因：線圈在繞制過程中，由于操作不當(dāng)，引起匝絕緣受傷，操作人員沒有發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致受傷部位未得到有效處理。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，要多根并繞，相鄰匝的兩根線在同一處同時(shí)受傷，而又都沒有發(fā)現(xiàn)，才可能會引起短路。這種概率應(yīng)該是很小，但也不能排除。

四、 預(yù)防改進(jìn)措施建議

1、改善現(xiàn)有電容器室的通風(fēng)散熱條件，確保有足夠的進(jìn)、出風(fēng)量，尤其是在高溫季節(jié)。定期監(jiān)測電容器室和電抗器線圈的溫度狀況，目前已對該電容器室加裝了排風(fēng)扇、室內(nèi)溫度自動檢測裝置，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度后排風(fēng)扇自動開啟排風(fēng)。

2、加強(qiáng)巡視質(zhì)量和頻次，及時(shí)監(jiān)測和記錄電容器支路的運(yùn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀況，并對之進(jìn)行分析比較提早發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患。

3、加強(qiáng)對電抗器的清掃檢修試驗(yàn)監(jiān)督工作。

4、生產(chǎn)廠家要不斷加強(qiáng)公司內(nèi)部管理，通過對關(guān)鍵工位關(guān)鍵工序做好監(jiān)督把關(guān)，提升制造工藝水平。

5、生產(chǎn)廠家加強(qiáng)對線圈內(nèi)部絕緣的有效檢測手段，引入先進(jìn)的檢測設(shè)備（如電抗器線圈專用的高頻脈沖振蕩匝間絕緣試驗(yàn)裝置等）。電抗器每只線圈都必須用這套設(shè)備進(jìn)行匝間絕緣測試，將匝間絕緣試驗(yàn)列入例行檢測項(xiàng)目。按最嚴(yán)格的考核標(biāo)準(zhǔn)要求，并將耐壓值提升到80KV/min，這樣又進(jìn)一步保證了線圈內(nèi)縱絕緣的可靠性，增加了產(chǎn)品的抗擊強(qiáng)度，杜絕了線圈內(nèi)部絕緣的質(zhì)量隱患。

作者簡介：

程蕾志（1968-），男，江蘇連云港人，工程師，高級技師，從事電力系統(tǒng)輸變電設(shè)備運(yùn)維管理及項(xiàng)目管理等工作。