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【摘要】本文通过实例,对两项10kV并联电容器组串联电抗器故障进展了分析,包括室内布置的干式铁心电抗器烧毁故障和室外干式空心电抗器的外绝缘开裂故障,查找故障原因,并提出了日常检修、维护的本卷须知。
【关键词】干式铁心电抗器;干式空心电抗器;烧毁;匝间短路;外绝缘开裂
0引言
干式电抗器凭借其损耗小、噪声低、强度高、安装方便、维护简单、电抗值线性等显著优点,已广泛应用于电力系统中。但随着运行年限的增加,电抗器的许多问题也逐步显现出来。本文从变电站内10kV并联电容器组串联电抗器故障入手,对干式铁心电抗器烧毁故障和干式空心电抗器的外绝缘开裂故障进展分析,寻找故障原因和处理方法。
1故障情况简述
图1干式铁心电抗器烧毁
该事故发生两个月后,同一变电站内另外一组电抗器发生烧毁事故,事故情况根本一样。
图2电抗器外绝缘开裂
2事故原因分析
该变电站所带负荷为钢厂,无功需求大,并且存在大量谐波污染。并联电容器组安装在室内,尘土堆积较为严重,且通风不良,造成室内温度较高。
运行环境散热不良,电抗器通气孔阻塞,导致电抗器本体温度过高。无功需求量大,使得电容器装置长期处于投运状态。电弧炉、大型轧钢机、电力机车等在运行中会产生大量的高次谐波,大量谐波流入电抗器导致电抗器铁心与线圈损耗增加,进一步加剧了温度上升。温度过高,绝缘材料老化加快,致使绝缘性能下降。特别是线圈匝间绝缘性能下降后,在合闸电流的冲击下,造成匝间短路。合闸瞬间,电容器两端电压不能突变,电抗器端电压与电源电压一样,铁心迅速饱和,电抗值急剧下降,且合闸过程中,线圈电压分布不均匀,线圈首端匝间电压较大,导致线圈首端电流大大超过正常值,在匝间绝缘性能缺乏时形成匝间短路故障,温度急剧上升,填充树脂燃烧,内部压力增大,造成外部包封开裂,填充树脂从开裂处向外流出。
出现外绝缘开裂现象后,检修人员对该电抗器进展了检查、试验。除裂纹外,电抗器其他部位无异常,、,%,在规定标准范围内,证明电抗器内部未发生断线。脉冲电压试验波形如图3所示,震荡波形衰减均匀,频率无变化,证明电抗器不存在匝间短路和匝间绝缘缺陷。
图3脉冲电压试验波形
干式空心电抗器采用多层绕组并联的筒形构造,各包封之间有通风气道。每层绕组外部用浸渍了环氧树脂的玻璃纤维缠绕严密包封,用树脂及硅粉填充外表凹凸部分,高温固化后在包封外涂抗紫外线漆。包封外表的灰黑色溢出物应为树脂和硅粉。
在大气条件下,电抗器外表会附着有尘埃等污物,污物在潮湿环境下会受潮导致电抗器外表泄漏电流增大,电场集中,促进外表潮气蒸发,出现部分枯燥区域,改变了外表电阻,形成很微小的部分放电电弧,促使绝缘老化,部分出现过热现象。过热处电抗器表层在屡次热胀冷缩作用下出现绝缘开裂。由于开裂处受潮后致使绝缘进一步下降,导致泄漏电流增大,更加促进了部分温度的升高,最终致使树脂和硅粉融化溢出。
3日常检修、维护本卷须知
通过对干式铁心电抗器烧毁故障和干式空心电抗器的外绝缘开裂故障的分析,对干式电抗器的日常检修与维护提出以下几点本卷须知。
〔1〕加强电抗器设备巡视工作。重点检查电抗器外绝缘开裂情况,必要时进展各个包封外表开裂情况的检查,由于外表开裂受潮很容易导致部分电场分布不均,从而发生外表爬电和绝缘击穿。所以对开裂情况较为严重的电抗器应及时进展更换,开裂较轻的应在开裂处喷涂RTV〔憎水性〕涂料,覆盖裂纹,防止电抗器外绝缘开裂导致受潮。其次要检查电抗器包封撑条有无脱落,电抗器外表有无放电痕迹,电抗器有无异响,假设出现异常应及时停电试验、查找问题,防止开展成为恶性事故。
〔3〕加强对电抗器匝间绝缘缺陷的监视管理。电抗器匝间绝缘缺陷很可能开展成为匝间短路,造成电抗器烧毁。电抗器脉冲电压试验所加试验电压较高,利于发现电抗器匝间绝缘缺陷,灵敏度较高,应在预防性试验中推广应用。
〔4〕定期对电容器室的积灰进展清扫,保证室内气流畅通,以提供应设备良好的运行环境。注意清扫电容器室百叶窗、在杨絮飘落的季节可以在百叶窗口加装细纱网以阻止其进入设备运行的房间。维护过程中注意清洁电抗器的通风气道,必要时用鼓风机清理气道中的杂物与尘埃。防止气道阻塞、通风不畅造成电抗器过热乃至烧毁。
4结语
由于电抗器运行环境不好,维护管理不到位,产品质量不过关等因素造成电抗器温度升高,绝缘性能下降是电抗器发生故障的主要原因。加强设备巡视、监视,控制电抗器温升可以有效减少电抗器故障,有利于进步电能质量,促进电网的稳定运行。
参考文献
[2]于良中,方伟,[J].高电压技术,2022〔08〕.
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