電抗器常見故障分析及處理方法探究

摘 要：電抗器在系統(tǒng)中使用量越來越多，而其在運行中常出現(xiàn)一些故障，也將對電網(wǎng)的安全、可靠供電造成影響，電抗器的健康運行水平對于地區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定運行具有十分重要的作用。文章主要針對運行中電抗器的常見故障，介紹了局部溫度過高、沿面放電、串聯(lián)電抗器引線接頭燒毀、有分接電抗器燒毀、電抗器選擇不當而燒毀、電抗器噪聲過大而影響運行等問題及其處理方法。

關鍵詞：電抗器；故障分析；處理方法

1 電抗器的作用

電力系統(tǒng)中所采取的電抗器常見的有串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電抗器。串聯(lián)電抗器主要用來限制短路電流，也有在濾波器中與電容器串聯(lián)或并聯(lián)用來限制電網(wǎng)中的高次諧波。220kV、110kV、35kV、10kV電網(wǎng)中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的，可以通過調(diào)整并聯(lián)電抗器的數(shù)量來調(diào)整運行電壓，超高壓并聯(lián)電抗器有改善電力系統(tǒng)無功功率有關運行狀況的多種功能，主要包括：

（1）輕空載或輕負荷線路上的電容效應，以降低工頻暫態(tài)過電壓；（2）改善長輸電線路上的電壓分布；（3）使輕負荷時線路中的無功功率盡可能就地平衡，防止無功功率不合理流動同時也減輕了線路上的功率損失；（4）在大機組與系統(tǒng)并列時降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓，便于發(fā)電機同期并列；（5）防止發(fā)電機帶長線路可能出現(xiàn)的自勵磁諧振現(xiàn)象；（6）當采用電抗器中性點經(jīng)小電抗接地裝置時，還可用小電抗器補償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動熄滅，便于采用。

2 電抗器的常見故障及處理方法

電抗器在系統(tǒng)中使用量越來越多，而其在運行中常出現(xiàn)一些故障，也將對電網(wǎng)的安全、可靠供電造成影響，以下介紹幾種常見故障及處理方法。

2.1 局部溫度過高

電抗器在運行時溫度過高，加速聚酯薄膜老化，當引入線或橫面環(huán)氧開裂處雨水滲入后加速老化，會喪失機械強度，造成匝間短路引起著火燃燒。

造成電抗器溫升原因有：焊接質(zhì)量問題，接線端子與繞組焊接處焊接電阻產(chǎn)生附加電阻而發(fā)熱。另外由于溫升的設計裕度很小，使設計值與國際規(guī)定的溫升限值很接近。除設計制造原因外，電抗器在運行時，如果電抗器的氣道被異物堵塞，造成散熱不良，也會引起局部溫度過高引起著火。

對于上述情況，應改善電抗器通風條件，降低電抗器運行環(huán)境溫度，從而限制溫升。同時定期對其停運維護，以清除表面積聚的污垢，保持氣道暢通，并對外絕緣狀態(tài)進行詳細檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

2.2 沿面放電

電抗器除了生產(chǎn)質(zhì)量要過關以外，運行時還受到許多外界因素的影響，在戶外大氣條件下運行一段時間后，閃電的陰雨天、表面污塵受潮、運行方式的調(diào)整都會導致表面泄漏電流正大，電壓忽高忽低，非常不穩(wěn)定，且會產(chǎn)生很高的能量。由于水分蒸發(fā)速度快慢不一，導致線路中可用電阻的變化，電流在該中斷處形成局部電弧。如果沒有經(jīng)過及時處理，會引起電弧的尖端放電，為工業(yè)生產(chǎn)和人身安全埋下了隱患。甚至會造成短路中的線匝電流劇增，使得線匝絕緣損壞，為企業(yè)帶來不必要的經(jīng)濟損失。

為了確保戶外電抗器的正常運行，可以通過涂刷絕緣材料的方法抑制表面放電；線圈的兩端預埋處理，保證端部表面電流的均勻性；為電抗器安裝防雨帽，防止由于潮濕導致的電流泄漏。

2.3 串聯(lián)電抗器引線接頭燒毀

在電網(wǎng)中運行時，經(jīng)常出現(xiàn)串聯(lián)電抗器引線接頭燒毀的現(xiàn)象。此種故障在實際運行中的設備上表現(xiàn)為外絕緣、各相出線端子與引出銅排連接處灼傷明顯，某相負荷側(cè)引線端子燒熔脫落，若電容器完好無損，對電抗器進行相關的試驗，未發(fā)現(xiàn)異常，此時故障即為繞組與引線連接不良導致的，在運行中，由于振動使得繞組與引線連接松動，接觸電阻偏大，導致電容器組合電抗器投入運行后端子連接處異常發(fā)熱，造成接觸電阻進一步變大，惡性循環(huán)后連接處溫度急劇上升，高溫致使端子燒損并拉弧引起相間短路，在實際運行中會威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

對于上述故障，應在設計電抗器中充分考慮避免繞組與引線連接處因接松動引線燒毀現(xiàn)象，采取措施防止出現(xiàn)接線松動的情況，如在設計時使用螺栓連接，進而有效防止螺栓轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生虛接，或用銅排與銅排連接，這些措施都可以防止出現(xiàn)接線松動的情況。

2.4 有分接電抗器燒毀

有分接電抗器是為了提高電抗器的工作效率，在繞組上抽出一個或兩個分接頭，且各接頭處的電容量都不同。如果在安裝時，電抗器引線接頭接錯，一些諧波、非正常頻段波的介入，使電抗器檔位與電抗器上的檔位不匹配，引起線路中出現(xiàn)過電流，很容易影響電抗器的正常運行。

防止有分接電抗器燒毀故障，首先要在使用說明書和外形圖中注明安裝方法，其次現(xiàn)場安裝人員一定要細心，避免安裝錯誤和松動現(xiàn)象，確保有分接電抗器安裝時各個引線接頭的安裝正確無誤。

2.5 電抗器選擇不當而燒毀

并聯(lián)電容器用串聯(lián)電抗器主要是為了降低電力電容器組在投切過程中的涌流倍數(shù)和抑制電網(wǎng)的高次諧波。如果電抗器參數(shù)選擇不當，將使諧波放大，電抗器上的電流和電壓增大，使銅導線過熱，繞組上的絕緣層老化擊穿，出現(xiàn)短路，并最終導致電抗器的燒毀。

在實際運行過程中，要注意嚴格按照變電站設計要求和電抗器的使用要求，選擇參數(shù)合適的電抗器，防止因電抗器選擇不當而造成電抗器燒毀故障，若在安裝、調(diào)試或驗收過程中，發(fā)現(xiàn)有參數(shù)不當?shù)碾娍蛊鞅话惭b進系統(tǒng)中，要立即進行更換，并進一步確認安裝電抗器的參數(shù)是否符合要求。

2.6 電抗器噪聲過大而影響運行

電器設備的噪聲是不容忽視的技術指標，鐵芯串聯(lián)電抗器也不例外。噪聲指標的高低標志著制造廠的設計能力和工藝水平，對于帶有氣隙的鐵芯串聯(lián)電抗器，每柱有若干個鐵心餅，噪聲指標就更顯得重要了，所以有必要降低噪聲，電抗器降低噪聲主要有以下幾種方法：

（1）硅鋼片的材質(zhì)是影響噪聲的重要因素?？梢詮慕档痛琶軄斫档驮肼?，但要注意不要降低磁密太多，否則將大大增加制造成本。一般磁密控制在0.8～1.2T。還可以使用磁質(zhì)伸縮小的優(yōu)質(zhì)硅鋼片，降低產(chǎn)品的噪聲。

（2）改進鐵芯的加工工藝及鐵芯組裝工藝來降低產(chǎn)品的噪聲。要求在鐵芯加工時硅鋼片要平整，減少硅鋼片邊緣毛刺。在鐵芯組裝時，沖片之間要壓緊和把沖片用粘接膠或環(huán)氧膠黏結(jié)在一起，從而降低噪聲。

（3）增加繞組的散熱風道，即增大散熱面積，從而取消電抗器的冷卻裝置，也就消除了冷卻裝置帶來的噪聲。

（4）準確選取電抗器的電抗值，在生產(chǎn)中使電抗器的電抗值偏差在標準要求范圍內(nèi)，也可降低電抗器運行中的噪聲。

3 電抗器的日常維護方法和故障預防措施

3.1 電抗器表面漆每兩年進行一次檢查，如有表面漆剝落應及時補刷。

3.2 電抗器導電接觸面應定期檢查，以防螺栓松動。如發(fā)現(xiàn)接觸不良時，需進行及時處理。由于電抗器本身運行過程中有震動，建議半年進行一次電抗器本體螺栓緊固。

3.3 檢查電抗器水平、垂直綁扎帶有無損傷。出現(xiàn)異常時應及時處理或通知制造廠修理。

3.4 檢查線圈垂直通風道是否暢通，發(fā)現(xiàn)異物應及時清除。

3.5 每年雨季前和冰凍期以前，建議用戶利用電站停電檢修的機會，清掃電抗器表面及確保各個垂直散熱氣道暢通，以清除表面積聚的污垢。

3.6 產(chǎn)品長期貯存時，應放在干燥通風的室內(nèi)或有頂棚的地方。

參考文獻

[1]付煒平，趙京武，霍春燕. 一起35kV干式電抗器故障原因分析[J]. 電力電容器與無功補償，2011（01）：59-62.

[2]朱曉偉. 串聯(lián)空心電抗器故障分析[J].廣西電力，2013（04）：66-67.

作者簡介：張文娟（1976-），女，山東省萊蕪人，萊蕪供電公司，變電檢修高級技師、助理工程師。