35kV干式電抗器異響故障分析與處理

張志東 劉建月 薛趙紅

（1.山西省電力公司檢修公司，太原 030021；2.山西省電力公司技能培訓(xùn)中心（山西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院），太原 030024；3.華能左權(quán)煤電有限責(zé)任公司，山西 左權(quán) 032600）

干式電抗器是變電站重要的補償類設(shè)備。聲音異響是干式電抗器的常見故障。異響可能有兩種主要原因：一是在電動力的作用下，干抗本體螺栓松動，或者其中有異物振動，產(chǎn)生異響。二是因受潮或絕緣損傷導(dǎo)致內(nèi)部匝間短路。在發(fā)生內(nèi)部故障的同時，本體會伴隨有迅速的溫升現(xiàn)象，嚴重時甚至?xí)龤1]。本文通過分析一起35kV 干式電抗器異響故障，提出處理這類問題的有效手段和綜合檢測方法。

1 故障案例

2013年10月16日，500kV 某變電站運行人員發(fā)現(xiàn)35kV 11 號電抗器B 相電抗器聲音異?！，F(xiàn)場勘查，設(shè)備外觀完好，包封沒有開裂。利用紅外測溫儀檢測，運行時電抗器溫度穩(wěn)定在90℃左右。異響并非剛投入運行時就有，而是投運一個月以來隨著負荷的增加逐漸明顯，聲音頻率比較穩(wěn)定。

2 故障初判

根據(jù)設(shè)備運行情況（包封外觀良好，近期內(nèi)運行時溫度正常，B 相與A 相、C 相相比差異不大），及現(xiàn)場采集的聲響片段（頻率較低），初步判斷組部件松動、部件間距不合適等引起振動的可能性大一些，并由此制定故障排查方案。

為了查找故障原因，結(jié)合設(shè)備參數(shù)（如表1所示），現(xiàn)場需要進行全面檢查和試驗。如果停電時電氣試驗測試結(jié)果不符合試驗規(guī)程，那么內(nèi)部可能發(fā)生匝間短路。否則，很可能是組部件松動。

現(xiàn)場設(shè)備停電檢修需要提出申請，并最終按照公司下發(fā)《月度停電檢修計劃》執(zhí)行。因此，故障排除方案要圍繞停電檢修計劃制定，并結(jié)合現(xiàn)場實際。首先利用設(shè)備帶電狀態(tài)進行紅外測溫和噪聲測試，然后停電后進行電氣試驗和檢修清掃。最后送電后再次進行紅外測溫和噪聲測試，驗證檢修方法是否有效，故障是否排除。

表1 35kV 11 號電抗器B 相技術(shù)參數(shù)

3 故障排查

3.1 紅外測溫

11 號電抗器停電前一天，在被試設(shè)備10m 范圍內(nèi)測試本體及其引連線運行溫度，如圖1所示。測試結(jié)果通過縱比和橫比表明，設(shè)備溫度正常。

圖1 紅外測溫

3.2 噪聲測試

11 號電抗器停電前一天，在被試設(shè)備2m 范圍內(nèi)選取電抗器一周三個點，分別利用分貝儀進行噪聲測試。根據(jù)噪聲測試結(jié)果大小，很快定位異響來源位于防雨罩一角120°范圍內(nèi)。

3.3 檢修清掃

為了防止異響可能來自A、C 相，或者A、C相存在和B 相一樣的問題，停電后，檢修人員利用手電筒、長桿、扳手等消缺工器具對電抗器三相進行仔細檢查，如圖2所示。重點是對產(chǎn)品的外觀、連接處和氣道等進行檢查，觀察有無沿面放電灼傷痕跡。另外，對升高架接地線導(dǎo)通和連接進行了檢查。

圖2 檢查包封氣道

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)螺栓松動的位置主要有：

1）B 相電抗器防雨罩有一只支撐架傾斜嚴重，支撐架和吊架連接處一顆螺栓松動，螺母接近脫扣，如圖3所示。

2）瓷瓶上端法蘭和星形架連接處螺栓部分松動。

圖3 B 相防雨罩固定螺栓松動

雖然，通過檢修清掃，發(fā)現(xiàn)本體有螺栓松動的缺陷，而且確實位于噪聲測試定位的范圍內(nèi)，但是仍不足以說明螺栓松動就是噪聲的惟一來源。特別是，由于消缺工作必須按照停電檢修計劃執(zhí)行，停電和帶電狀態(tài)并非人為隨意更改，故需要進一步排除內(nèi)部故障。因此，有必要通過電氣試驗檢測設(shè)備本體電氣參數(shù)是否合格。

3.4 電氣試驗

根據(jù)試驗規(guī)程，對干式電抗器三相進行電氣試驗和數(shù)據(jù)比對。試驗項目包括：絕緣電阻、直流電阻等。絕緣電阻試驗是電氣設(shè)備絕緣試驗中最常用的試驗方法。當(dāng)電氣設(shè)備絕緣受潮、表面變臟、留有表面放電或擊穿痕跡時，其絕緣電阻會顯著下降[2]。直流電阻能有效考核繞組縱絕緣和電流回路連接狀況[3]。電氣試驗結(jié)果見表2（環(huán)境溫度：7℃；相對濕度：20%）。

表2 干式電抗器電氣試驗結(jié)果

電氣試驗結(jié)果表明，11 號電抗器三相繞組均合格，可以排除繞組內(nèi)部匝間短路故障。

3.5 綜合分析

1）經(jīng)過現(xiàn)場產(chǎn)品外觀、工況運行情況的查看，紅外測溫、絕緣電阻、直流電阻的測量均屬正常值，可以排除本體內(nèi)部故障。通過噪聲測試定位異響方位。檢修清掃發(fā)現(xiàn)了螺栓松動具體位置。初步分析這種異常聲音的來源主要為：各緊固件的松動，主要是防雨罩支撐架處螺栓。

2）經(jīng)過檢修人員對全部緊固件的重新緊固，送電后，利用分貝儀對干式電抗器進行持續(xù)檢測，結(jié)果表明異響消失。利用紅外測溫觀測本體運行溫度正常。因此，驗證了此次異響故障的原因確定是緊固件（尤其是防雨罩支撐架處螺栓）的松動。

4 結(jié)論

根據(jù)這起干式電抗器異響故障分析與處理的方法，總結(jié)設(shè)備檢修維護的可靠措施，并提出故障診斷的有效手段：

1）異響的主要原因有：①本體固有頻率和基礎(chǔ) 支柱之間共振；②本體以外連接部件的松動；③接地部件的間距太近引起振動等；④繞組內(nèi)部匝間短路。

2）本文提出的異響故障處理方案基本順序是：停電前進行紅外測溫和噪聲測試；停電后進行檢修清掃和電氣試驗。這樣才能全面地、有效地排查本文提到的異響的兩種主要原因。

3）利用專業(yè)化巡視，檢修人員通過望遠鏡等認真檢查緊固件的緊固情況可以提前發(fā)現(xiàn)故障隱患。停電檢修時，對氣道、緊固件逐一檢查可以減少故障的發(fā)生。

4）利用紅外測溫技術(shù)，運行人員定期觀測、跟蹤電抗器本體溫度。如果異響沒有伴隨溫升變化，可以排除內(nèi)部匝間短路故障。

5）利用電氣試驗，可以診斷故障類型，避免盲 目檢修。

6）利用分貝儀檢測，可以判斷異響來源位置，有利于準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障點，盡早采取對應(yīng)的措施。

[1] 劉?，?魏賓.干式空心電抗器的運行分析及故障處理[J].高壓電器,2004,40(3): 239-240.

[2] 邱昌容,曹曉瓏.電氣絕緣測試技術(shù)[M].北京: 機械工業(yè)出版社,2002.

[3] 朱德恒,嚴璋,談克雄,等.電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)[M].北京: 中國電力出版社,2009.