500 kV電抗器乙炔超標(biāo)原因分析

王 磊，于在明，李學(xué)斌

(國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006)

500 kV電抗器乙炔超標(biāo)原因分析

王 磊，于在明，李學(xué)斌

(國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006)

1臺(tái)500 kV電抗器在油化試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)乙炔、乙烯及總烴均超標(biāo)，經(jīng)過多次跟蹤監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)增長趨勢明顯。經(jīng)過對電抗器排油檢查和深入分析，確定超標(biāo)原因是電抗器鐵心上軛夾件連接線斷開，斷開部位產(chǎn)生較高的電位差形成拉弧，使乙炔、總烴升高。

500 kV電抗器;乙炔超標(biāo);鐵心上軛夾件連接線

500 kV并聯(lián)電抗器是超高壓、長距離輸電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，對整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起關(guān)鍵性的作用。該設(shè)備安裝投運(yùn)以來，已發(fā)生多起事故，且故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于相同電壓等級的變壓器和互感器［1-2］。油色譜分析技術(shù)是診斷充油電力設(shè)備內(nèi)部故障的技術(shù)，具有診斷及時(shí)、準(zhǔn)確的特點(diǎn)［3-5］。跟蹤1臺(tái)500 kV電抗器在油化試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)乙炔、總烴數(shù)據(jù)超標(biāo)，通過分析找出問題所在。

1 電抗器概況

500 kV電抗器型號為XMZ46，額定電流為165 A，額定電壓為 500/kV，額定容量為50 000 kvar，接入方式為并聯(lián)，安裝方式為一字型，絕緣介質(zhì)為油浸，冷卻方式為自然冷卻，無調(diào)壓方式，鐵心磁導(dǎo)，1986年出廠。該產(chǎn)品在2011年3月26日至4月7日進(jìn)行了大修，更換了散熱器的膠圈、瓦斯繼電器、壓力釋放閥、溫度表、分線箱，并進(jìn)行了油處理，4月22日投入系統(tǒng)運(yùn)行。4月24日，因內(nèi)部缺陷停運(yùn)。4月24日至5月2日進(jìn)行了內(nèi)部檢查、消缺。5月4日10時(shí)投運(yùn)。

2 故障情況

2011年5月5日電抗器油化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)乙炔、總烴均超標(biāo)，乙炔達(dá)到 3.32 μL/L，總烴 78.81 μL/L。經(jīng)過3天多次跟蹤監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)乙炔、總烴分別增長到 3.97 μL/L 與 324.14 μL/L，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 電抗器氣體組分隨時(shí)間變化值 μL/L

5月6日至5月7日乙炔油中溶解氣體絕對產(chǎn)氣速率如下:

式中a絕對產(chǎn)氣速率

C1——第1次取樣測得乙炔氣體濃度，μL/L;

C2——第2次取樣測得某氣體濃度，μL/L;

Δt——2次取樣時(shí)間間隔實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，d;

M——設(shè)備總油重，kg;

P——油密度，kg/m3。

根據(jù)《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》(DL/T 722—2000)推薦的改良三比值法求得故障編碼為102，查表可知故障類型為電弧放電［6］。因此，5月7日請示網(wǎng)調(diào)設(shè)備停電，5月8日進(jìn)行排油內(nèi)部檢查。

3 排油檢查

5月9日8:00電抗器C相開始排油，10:30排油結(jié)束，進(jìn)入電抗器內(nèi)部進(jìn)行檢查。首先對鐵心和器身上部進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異物和異常部位。檢查側(cè)面時(shí)發(fā)現(xiàn)低壓側(cè)鐵心夾件與磁屏蔽連接部位上次修復(fù)的等電位連線從束線緊固處脫開，未發(fā)現(xiàn)放電痕跡 (如圖1所示)，高壓側(cè)鐵心夾件與磁屏蔽連接部位的等電位連線燒毀。2個(gè)斷開的連線在一側(cè)，另一側(cè)沒有連線 (如圖2所示)。檢查器身低壓側(cè)下部發(fā)現(xiàn)1個(gè)墊腳螺絲脫落，未發(fā)現(xiàn)放電痕跡，將螺栓重新進(jìn)行了安裝 (如圖3所示)。

圖1 低壓側(cè)鐵心夾件與磁屏蔽連接部位的等電位連線脫開

圖2 高壓側(cè)鐵心夾件與磁屏蔽連接部位的等電位連線燒毀

圖3 低壓側(cè)下部墊腳螺絲脫落

斷開鐵心接地與夾件接地引線后，用2 500 V兆歐表測試，鐵心對夾件、對地絕緣電阻良好;夾件對地絕緣電阻為0，夾件多點(diǎn)接地;磁屏蔽夾件2根接地線斷開后，夾件之間絕緣良好，磁屏蔽因2點(diǎn)接地形成環(huán)流;兩側(cè)夾件絕緣為0，兩側(cè)夾件通過螺栓進(jìn)行短路連接。電抗器內(nèi)部其他各連接片連接情況良好、電抗器繞組絕緣及鐵心未發(fā)現(xiàn)異常、電抗器箱底未發(fā)現(xiàn)有放電痕跡的異物。

5月10日對電抗器B相進(jìn)行排油，將油位排到鐵心下方，進(jìn)行接線對比。通過對比檢查，發(fā)現(xiàn)高壓、低壓側(cè)鐵心夾件與磁屏蔽等電位連接線連接情況與C相相同，均在一側(cè)，對側(cè)沒有連接線。又對C相下部進(jìn)行了檢查，高壓側(cè)磁屏蔽兩側(cè)夾件各有1根等電位連接線連接。

4 原因分析

XMZ46型電抗器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在以下問題［7］:電抗器主心柱沒有穿心螺桿，螺桿橫向穿過鐵心框架來固定其整體結(jié)構(gòu) (如圖4、圖5所示);設(shè)計(jì)未采用緩沖措施，導(dǎo)致電抗器運(yùn)行時(shí)振動(dòng)過大，其振幅隨時(shí)間推移越來越大，該設(shè)備已運(yùn)行近30年，振動(dòng)程度非常嚴(yán)重;電抗器鐵心有氣隙，間隙在鐵軛與心柱之間，導(dǎo)致電抗器噪音及振動(dòng)加大，運(yùn)行中參數(shù)易偏移。因此，振動(dòng)是導(dǎo)致低壓側(cè)鐵心夾件與磁屏蔽連接部位的等電位連線從束線緊固處脫開與低壓側(cè)下部墊腳螺絲脫落的主要原因。

由于高壓側(cè)鐵心夾件與磁屏蔽連接部位等電位連線較細(xì)，強(qiáng)烈持續(xù)振動(dòng)導(dǎo)致其斷開，在斷開時(shí)將在斷開部位產(chǎn)生較高的電位差形成拉弧，產(chǎn)生乙炔，導(dǎo)致總烴升高。

［1］ 田建華，劉小彩.500 kV并聯(lián)電抗器內(nèi)部故障特點(diǎn)及檢測分析［J］.東北電力技術(shù)，1998，19(10):30-32.

［2］ 王延峰，王洪生，黃東升.500 kV并聯(lián)電抗器設(shè)備狀況分析［J］.東北電力技術(shù)，2006，26(11):15-19.

［3］ 吳 誤.一組500 kV并聯(lián)電抗器油中氫組分異常原因分析［J］.東北電力技術(shù)，2010，31(8):27-28.

［4］ 魏東亮，肖魁歐.藺河500 kV變電站藺廉線電抗器油色譜異常原因分析及故障處理 ［J］.河北電力技術(shù)，2003，22(4):38-40.

［5］ 劉艷蘋.500 kV豐泉站永豐Ⅰ線電抗器B相內(nèi)部故障的色譜分析與判斷［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2011，21(15):71-72.

［6］ DL/T 722—2000，變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則［S］.

［7］ 何劍峰，賀 峰.XMZ46型500 kV電抗器故障的處理與分析 ［J］.變壓器，2005，42(4):43-44.

Analysis and Diagnosis of Exceeded Acetylene Content in 500 kV Reactor

WANG Lei，YU Zai-ming，LI Xue-bin
(Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，LTD.，Shenyang，Liaoning 110006，China)

Exceeded amount of acetylene，ethylene，total hydrocarbon are found in 500 kV reactor oil test，the increasing trend has been detected in afterward tracking and monitoring.With deep analysis and test，the reason is due to the disconnection of connecting line of core clamps，and the disconnected parts generated high potential difference which leads to the increase of acetylene and total hydrocarbons.

500 kV reactor;Exceeded acetylene;Connecting line of core clamps

TM407;TM47

A

1004-7913(2014)01-0020-03

王 磊 (1982—)，男，博士，工程師，從事變壓器高壓試驗(yàn)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)高級應(yīng)用研究。

2013-10-18)