10kv干式鐵芯電抗器的故障分析

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1、10kV干式鐵芯電抗器的故障分析No.02.20l2北京電力高等?？茖W(xué)校BeijingElectricPowerCollege工程研究回10kV干式鐵芯電抗器的故障分析陳壽平(廣東電網(wǎng)公司東莞供電局,廣東東莞523120)摘要:筆者發(fā)現(xiàn)長期以來10kV干式鐵芯電抗器時(shí)常發(fā)生故障,給系統(tǒng)穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響.電容器故障定性為緊急缺陷,這給我們的部分造成非常的大指標(biāo)壓力.電抗器的損壞后的恢復(fù)時(shí)間大概半個(gè)月以上,而指標(biāo)的要求,緊急缺陷的指標(biāo)在24小時(shí)以內(nèi)完成缺陷的處理.筆者通過故障的分析以及缺陷與規(guī)程試驗(yàn)的要求進(jìn)行比對(duì)分析,并最終形成一定驗(yàn)收

2、措施.關(guān)鍵詞:鐵芯電抗器;匝間短路;噪音中圖分類號(hào):TM59文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A無功功率補(bǔ)償裝置在供電系統(tǒng)中所承擔(dān)的作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù),降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環(huán)境.所以無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置.串聯(lián)電抗器在無功補(bǔ)償裝置中起到抑制電容投入時(shí)的涌流,保護(hù)設(shè)備,抑制諧波,以及與電容器按照配比組成無源濾波回路,濾除諧波電流,電抗率根據(jù)不同次的諧波次數(shù)不同的作用.為此,筆者認(rèn)為減少干式鐵芯電抗器的故障是保障無功補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵因素.一,現(xiàn)狀近年來,與空心電抗器相比,鐵心電抗器噪音相

3、對(duì)較大,電抗值線性度不好,但由于鐵心電抗器具有遠(yuǎn)比空心電抗器體積小,磁污染小等優(yōu)點(diǎn)而在近年來得到了較大的發(fā)展和應(yīng)用.干式鐵芯串聯(lián)電抗器故障頻發(fā).主要故障為鐵芯發(fā)熱,鐵芯異響,繞組自燃以及繞組匝間短路.統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明:鐵芯及夾什發(fā)熱的缺陷l2臺(tái),鐵芯異響26臺(tái),而繞組自燃7臺(tái),溫度異常20臺(tái).甚至有些設(shè)備更換后,故障仍存在.具體故障情況:(一)2OO8年9月8日lJokV某站安裝l0kV#2,#4,#5,#6電容器組串聯(lián)電抗器有異響,}}l,3電容器組串聯(lián)電抗經(jīng)紅外線測(cè)得鐵芯溫度分別為108℃和95℃;(二)2009年9月2日110kV某站

4、拌5電容器組電抗器測(cè)溫時(shí)發(fā)現(xiàn)#5電容器組電抗器A相鐵芯發(fā)熱160度;(j)11OkV某站電容器組的串聯(lián)電抗存在嚴(yán)重的異響(87—105分貝)和震動(dòng),多次停電檢查無改觀,2009年12月17目#3電容器組526串聯(lián)電抗器投運(yùn)后自燃燒壞;(四)2010年4月9日l10kV某站1電容器組電抗器自燃燒壞;(五)2010年5月3日l10kV某站撐3電容器組A,B,C三相電抗器鐵心紅外測(cè)溫三相溫度均較高,A相鐵芯溫度129℃,B相132℃,c相126℃:拌1電容器組A相鐵芯溫度96℃,B相102℃,C相96℃;(六)2010年6月24日110kV某

5、站3站用變兼接地變自燃燒壞;(JG)2010年7月3日220kV某站ll電容器組串聯(lián)電抗器自燃燒壞;()k)2010年9月29日發(fā)現(xiàn)#5某站串聯(lián)電抗器本體有裂紋,不能投入運(yùn)行.二,原因分析(一)鐵芯及夾件發(fā)熱1,干式串聯(lián)鐵心電抗器夾件主要起夾緊固定鐵軛,支撐及壓緊線圈等作用,一般用槽鋼或鋼板焊接而成.電抗器運(yùn)行時(shí),由于漏磁通的影響,會(huì)導(dǎo)致夾件內(nèi)有渦流存在而引起夾件溫度大幅度上升,見其產(chǎn)品容量較大或繞組安匝較大時(shí),可能造成夾件的局部溫度會(huì)非常高,加速相鄰的絕緣材料例夾件絕緣等的老化,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響產(chǎn)品的正常使用.2,鐵芯接地不正確所致.電抗

6、器鐵芯及夾件處于一強(qiáng)電場(chǎng)中,若不接地,將夾件處于懸浮電位中,對(duì)地放電,對(duì)夾件放電,甚至損壞夾件.若鐵芯多點(diǎn)接地.將形成渦流,使鐵芯發(fā)熱,甚至燒毀鐵芯.(二)鐵芯異響1,鐵芯粘連材料不好造成.若鐵芯使用的粘連材料質(zhì)量不好,鐵芯硅鋼片絕緣層將脫離,使局部渦流增大,導(dǎo)致鐵芯振動(dòng),造成運(yùn)行時(shí)噪音大及局部產(chǎn)生短路過熱,嚴(yán)重時(shí)自燃.2,螺絲落入絕緣筒與鐵芯間.由于螺栓是導(dǎo)磁體,在此處將產(chǎn)生較大的漏磁通,該漏磁與氣隙隔板處的漏磁迭加,引起鐵心振動(dòng)產(chǎn)生異常的噪聲.122l鐵心耗t撩板鐵心餅鋮心掛蚌粥溯逛避F鐵心掛圖1鐵芯異物造成的異響文章編號(hào):1009

7、.O118(2012).02.0122.01(三)匝間短路1,絕緣設(shè)計(jì)不合理.電抗器和電容器串聯(lián)回路合閘瞬間電壓幾乎全加在串聯(lián)電抗器上,電抗器此時(shí)承受電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常工作時(shí)的電壓,設(shè)計(jì)時(shí)要按系統(tǒng)電壓等級(jí)進(jìn)行電抗器絕緣的設(shè)計(jì).在操作沖擊電壓由起始分布向最終分布過渡的過程中,產(chǎn)生電場(chǎng)能量和磁場(chǎng)能量相互交換的復(fù)雜過程亦即震蕩過程,震蕩過程中繞組某處的最大電位超過侵入波數(shù)值.如果電抗器絕緣設(shè)計(jì)不合理,將會(huì)承受不住操作沖擊,造成主絕緣擊穿,形成匝間短路.2,樹脂繞注材料的熱脹冷縮程度不一致,特別是在繞組搭接的位置特別明顯.澆注繞組剪刀位(攪合位置

8、)設(shè)計(jì)不當(dāng),發(fā)熱不一致,促使樹脂澆注絕緣材料,受到不同程度的變形.匝問絕緣開裂,最終導(dǎo)致匝間短路.(四)絕緣材料性能不符合要求1,材料為非阻燃材料.當(dāng)發(fā)生匝間短路時(shí),干式鐵芯電抗器環(huán)氧樹脂,快速燃燒.按IE