干式电抗器的运行及故障处理

2018-12-19

大容量干式空心电抗器是近几年研制开发的新型电抗器,它具有线性特性好、参数稳定、防火性能好等特点,因此用量逐渐增加。并联电抗器经过长时间的运行,出现了不少的问题,有的被迫停运处理,有的逐渐演变成事故甚至设备烧毁。干式空心电抗器的运行故障主要是由于线圈受潮、局部放电电弧、局部过热绝缘烧损等线圈匝间绝缘击穿,以及漏磁造成周围金属构架、接地网、高压柜内接线端子损耗和发热等。

1. 电抗器的作用

在超高压、大容量的电网中安装一定数量感性的无功补偿装置,其主要目的:一是补偿容性充电功率;二是在轻负荷时吸收无功功率,控制无功潮流,稳定网络的运行电压。各大电网均要求,在大中型变电站必须安装电抗器来补偿电容性的无功功率,做到就地补偿,就地平衡,以保证电力系统的安全运行。

2. 电抗器故障形成及处理措施

2.1沿面树枝状放电和匝间短路的机理及处理措施 电抗器在户外的大气条件下运行一段时间后,其表面会有污物沉积,同时表面喷涂的绝缘材料也会出现粉化现象,形成污层。在大雾或雨天,表面污层会受潮,导致表面泄漏电流增大,产生热量。这使得表面电场集中区域的水分蒸发较快,造成表面部分区域出现干区,引起局部表面电阻改变。电流在该中断处形成很小的局部电弧。随着时间的增长,电弧将发展并发生合并,在表面形成树枝状放电烧痕,形成沿面树枝状放电。由于绝大多数树枝状放电产生于电抗器端部表面与星状板相接触的区域11)。而匝间短路是树枝状放电的进一步发展,即短路线匝中电流剧增,温度升高到使线匝绝缘损坏并在高温下导线熔化而形成。

为了确保户外电抗器不发生树枝状放电和匝间短路故障,应正确选用绝缘材料,改善工艺条件,提高工艺水平,改善工艺环境。保证电抗器的端绝缘、包封绝缘的整体性;绝缘胶应保证与导线具有良好的亲和性,在运行条件和运行环境下,确保不产生裂纹和开裂现象;涂刷憎水性涂料可大幅度抑制表面放电,端部预埋环形均流电极的结构改进,可克服下端表面泄漏电流集中现象,即使不喷涂憎水性涂层或憎水性涂层完全消失,也能防止电极附近干区电弧的出现。顶戴防雨帽和外加防雨假层可在一定程度上抑制表面泄漏电流。此外,在污秽程度较严重的地区,应增加清理电抗器表面和绝缘子表面频次。 

3 温升对电抗器影响

3.1   电抗器运行时的温升限值 

在一定温度下,绝缘材料不产生热损坏的时间称为绝缘材料的使用寿命。大型电抗器的电流在3500A以上。这样大的电流流过电抗器,即使电抗器的电阻很小功率也在千瓦以上。电器产品的损耗越大,运行中产生的热量就越大,在一定的条件下,电抗器的温升也就越高,而温升增高会加速绝缘材料的老化,使其失去绝缘性能,从而也会缩短电抗器的使用寿命。这说明电抗器温升的高低是保证其质量和使用寿命的重要指标,因此GBl0229-1988和IEC标准中均对电抗器正常使用条件下的温升做了专门的规定。

3.2 漏磁

3.2.1 漏磁产生的原因及危害

在电抗器轴向位置有接地网,径向位置有设备,遮栏、构架等,都可能因金属体构成闭环造成较严重的漏磁问题,对周围环境造成严重的影响。若在磁场范围只有较大铁磁物质,无闭环回路问题不大,若有闭环回路,如地网、构架、金属遮栏等,其漏磁将感应环流达数百安培。这不仅增大损耗,更因其建立的反向磁场同电抗器的部分绕组耦合而产生严重问题,如是径向位置有闭环,将使电抗器绕组过热或局部过热,如同变压器二次侧短路情况,如是轴向位置有在闭环,将使电抗器电流增大和电位分布改变,故漏磁问题并不能简单地认为只是发热或增加损耗。

3.3.2 处理措施

只要消除闭合的金属环路,如远离金属构架不使用金属围栏等,一般就可解决。较困难的是避免接地网及水泥构件中的闭环回路,应在安装之前,核查安装点是否存在闭环的接地网或含金眉闭环的水泥构件,合理地布置电抗器的安装位置及接线端子位置。




关键词:干式电抗器,电抗器