干式空心并联电抗器的运行与维护

干式空心并联电抗器的运行与维护

杜金钟王辉习栋王向明和占顺王劲松岳刚

（云南电网有限责任公司丽江供电局云南丽江674100）

摘要：干式空心并联电抗器因为具备线性特征和参数稳定等优势，在电力系统的应用范围和应用量越来越大，逐渐成为电力系统安全运行过程中不可或缺的电气设备。但是干式空心并联电抗器在电力系统中的运行周期比较长，长时间运行过程中设备会因为多种原因而出现安全故障，对电力系统稳定运行造成严重的威胁，基于此，本文主要就干式空心并联电抗器的运行和维护进行了分析，希望通过本次研究对同行有所助益。

关键词：干式空心并联电抗器；运行；维护

进入新世纪以来，随着国家电网容量不断增加以及跨区域电网的飞速发展，大容量的干式空心并联电抗器柱塞内应用到电力系统建设中，干式空心并联电抗器有其自身独特的特点，相对于油浸式单抗器其运行过程中呈现线性特征，并且在长期中运行过程中参数比较稳定。最近几年，国家电网建设过程中将干式空心并联电抗器被纳入到变电站设计标准中。将干式空心并联电抗器应用到变电站设计中主要作用是为了补偿容性充电功率，并控制无功潮流和稳定电力系统电压，从而保证电力系统能够稳定的运行下去。但是在干式空心并联电抗器长期运行过程中，设备会出现较多的故障，如果不及时采取措施将故障解决，很可能会严重威胁到电力系统运行的安全性。同时，在现在电气设备市场中，干式空心并联电抗器质量标准缺乏统一，设备质量参差不齐，使用不同质量的干式空心并联电抗器使用寿命也会受到影响，最终威胁到电力系统安全运行，基于此，做好干式空心并联电抗器运行维护工作就显得十分重要了。

1、故障分析处理

某地区3座500KV变电站安装了几十台大容量干式空心并联电抗器，这些设备在对电网电压和无功调节发挥着十分重要的作用。最近几年，随着干式空心并联电抗器运行周期延长，电抗器运行过程经常出现各种故障，对地区电网安全运行产生了深远影响。上世纪八十年代末期安装了干式空心并联电抗器，运行八年期间从未对其进行检修，九十年代中期，变电站运行过程中干式空心并联电抗器经常出现异常响声，随后对干式空心并联电抗器进行检修发现电抗器端部绝缘垫松动，在设备外包封表面出现了细微的裂纹，随后生产企业对设备进行维修之后又继续投入运行。进入新世纪以来，随着地区500KV电网不断扩大发展，电网中的干式空心并联电抗器故障呈现高发趋势，其中有几台设备被烧坏，整个运行情况较差，令人十分担忧。其中第一台被烧坏干式空心并联电抗器仅仅运行了不到半个月的时间，自燃后限时速断动作，火自燃熄灭，这台干式空心并联电抗器共有12个包封，损坏位置在第一个包封，在包封上出现了一个大小为20*30cm的孔洞，三层导线被烧毁。第二台烧坏的干式空心并联电抗器发生在暴雨过后的一个小时内，电抗器起火，速断动作，起火20分钟后使用泡沫灭火剂将火势消灭，这台干式空心并联电抗器一共有16个外包封，损坏位置在第十五个包封距离吊臂20cm出现一个大小为12*12mm的孔洞。第三台被烧毁的干式空心并联电抗器发生在大雨转小雨中，设备过流动作，随后火势自然熄灭，其中损害位置在最外侧的包封上，内部存在大面积的烧毁，第四台被烧毁的干式空心并联电抗器发生在雨后3小时以内，设备速断动作，火情自然熄灭，损害处在最内侧包封上，损坏处出现一个大的孔洞。在对上述四台烧毁的干式空心并联电抗器进行分析过程中，具有以下几方面共同特性：

首先，干式空心并联电抗器事故发生过程中电压都没有超过设备的额定电压；其次，在被烧毁中外包封上都形成一个大小不一的孔洞，电流超过额定数值之后就会自动跳闸；再次，设备灭火之后没有被烧毁的外包封完好，并且没有出现伤害其他两相的现象；最后，在出现烧毁事故之前，几乎都下过雨或者在雨中环境中烧毁。结合上述干式空心并联电抗器被烧毁的特点可以对事故作如下分析：电力系统中的干式空心并联电抗器在运行一段时间之后，由于电抗器设计、制造工艺和材料等方面存在缺陷，在外包封表面会出现细微裂缝，雨水沿着裂缝进入到包封内部，导致线圈之间出现短路现象，电流增加，干式空心并联电抗器外表局部发热，出现设备着火故障，最终引起包封内部线圈烧毁和过流跳闸。在地区电力系统运行过程中，为了再次预防干式空心并联电抗器烧毁故障发生，需要对系统中所有国产的干式空心并联电抗器增加防雨设施，避免因为雨水进入包封而引起威胁到干式空心并联电抗器安全运行。

2、缺陷维修

2.1国产干式空心并联电抗器缺陷和维护

首先，多数干式空心并联电抗器在系统运行一段时间后在设备最外侧和最内侧的包封会出现细微裂纹，长度在25~30mm之间；其次，部分国产的干式空心并联电抗器在包封外侧会出现开裂，形成数条乃至几十条树状条纹，对烧毁前四台干式空心并联电抗器进行红外线测温发现局部为温度都有升高的现象，在外包封表面都存在异常过热的现象，最后，有一台干式空心并联电抗器在运行过程中出现噪音增加情况，有2台干式空心并联电抗器内部直流电阻超标。针对的国产干式空心并联电抗器存在的缺陷，在设备运行过程中采用如下维护方式：一方面及时将包封表面存在树枝状爬电痕迹清除，并做好绝缘工作，涂好防护层，在干式空心并联电抗器外包封中最底部安装一个金属开口环带，避免爬电现象发生。另一方面在在干式空心并联电抗器表面涂上绝缘层涂料。对于线圈直流电阻超标的一台干式空心并联电抗器应该及时进行处理，对于现场无法处理的应该及时更换干式空心并联电抗器。

2.2进口干式空心并联电抗器缺陷和维护

通过应用进口的干式空心并联电抗器之后，电力系统中的故障频率大大降低，但是在进口干式空心并联电抗器运行8年之后，出现了如下问题：首先，进口干式空心并联电抗器运行8年之后出现噪声变大和震动现象，使用噪音测试设备发现个别干式空心并联电抗器噪音频率超过了规定55分贝以上，达到82分贝；其次，运行8年之后在设备表面出现多处树枝状爬电痕迹，长度在10~30m之间。包封表面的绝缘层中已经严重粉化，干式空心并联电抗器端部的一些绝缘垫已经开始出现松动，导风条和包封之间已经出现了一些裂缝，有一台干式空心并联电抗器直流电阻超标，对设备内部检查发现有一个引出线已经被烧毁了。针对上述设备运行过程中存在多种缺陷问题，常见对干式空心并联电抗器进行了免费维修，主要采用的方法如下：一方面使用清水和尼龙刷对干式空心并联电抗器表面进行深度的清理，并使用环氧树脂薄片插入干式空心并联电抗器低端松动的裂缝并注入硅胶对设备低端进行重新加固，使用RTV填充导风条和包封之间出现的裂缝。并将干式空心并联电抗器上的树枝状爬电纹路清楚，然后在设备表面均匀涂上一层RTV填充剂。另一方面在原来干式空心并联电抗吊装过程中受损过的设备顶部网架上增设一个固定装置，减小设备在运行过程中的振动。在干式空心并联电抗器最底部圆周中加装一个橡胶带控制爬电现象发生，然后使用RTV覆盖所干式空心并联电抗器所有裸露的区域，重新制作超标直流电阻的用出线。

参考文献：

[1]吴彦霖，谭向宇，马仪，王科，钱国超，张轩，王岩，郭小兵.电场分布及匝数偏差暂态电动力对并联电抗器影响[J].云南电力技术.2016（04）

[2]王健，孙雅静，李习芹，陈细兴，苏玎，贺秀娟，王维征.壳式三相一体并联电抗器[J].电气制造.2014（02）

[3]许永丰，丁敏.并联电抗器的振动分析及控制[J].科技创新与应用.2014（01）

[4]王世阁，王延峰，陈润晶.《并联电抗器的运行问题》一文的探讨及并联电抗器的选用[J].变压器.2014（05）

[5]“750kV可控并联电抗器关键技术研究及工程应用”项目通过鉴定[J].内蒙古电力技术.2013（02）

[6]黄珣，韩璐，孟庆大，林林.可控并联电抗器在冀北电网中的应用[J].农村电气化.2012（08）[7]中国西电研制成功世界首台750kV交流有级可控并联电抗器[J].电气技术.2011（07）