500kV電抗器乙炔超標(biāo)原因探討

劉宇鵬

摘要：隨著科技發(fā)展的進(jìn)步，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性也越來(lái)越重要。電抗器作為保持電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分，正在面臨著一系列的問(wèn)題。在500kv電抗器的電抗器發(fā)現(xiàn)乙炔，并經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的跟蹤和監(jiān)測(cè)，乙炔含量增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，乙炔的總含量超過(guò)了國(guó)際上規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，分析了造成這個(gè)問(wèn)題的主要原因是由于在電抗器芯的連接線(xiàn)斷開(kāi)，斷開(kāi)部分發(fā)生高電位差，產(chǎn)生電弧，從而使得乙炔和總烴增加。本文主要對(duì)電抗器進(jìn)行相應(yīng)介紹，產(chǎn)生過(guò)量乙炔的原因展開(kāi)進(jìn)一步分析，并提出了相應(yīng)的措施。

關(guān)鍵詞：500kV電抗器；乙炔超標(biāo)；分析；處理

一、500kV電力系統(tǒng)中電抗器的介紹

在500kV電力系統(tǒng)中，電抗器是維持電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分。在工作上，電抗器一般采用高壓并聯(lián)的方式。電抗器對(duì)提高電力系統(tǒng)中多個(gè)方面起著重要的作用，如，電壓頻率分布，抑制過(guò)電壓，補(bǔ)償無(wú)功功率。由于500kV電抗器內(nèi)部結(jié)構(gòu)固有的特點(diǎn)，如果在生產(chǎn)過(guò)程中相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)的不當(dāng)控制，導(dǎo)致設(shè)備安裝基座故障，和設(shè)備長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行泄漏，這都是不可避免的。因?yàn)樾孤┝魅肴剂舷浠蚱渌考瑢?dǎo)致電抗器在運(yùn)行過(guò)程中引起更大的晃動(dòng)，使得內(nèi)部組件連接松動(dòng)，產(chǎn)生局部過(guò)熱，能量排放低和其他故障等。因此，在500kV電抗器運(yùn)行期間，為了判斷其運(yùn)行狀況是否良好，采用各種檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)其電氣部件是非常重要的[1]。

500kV并聯(lián)電抗器是超高壓長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)的重要設(shè)備，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用。自設(shè)備運(yùn)行以來(lái)，發(fā)生了許多事故，故障率遠(yuǎn)高于相同電壓等級(jí)的變壓器的故障率。而采用電抗器分析技術(shù)是一種診斷電力設(shè)備內(nèi)部缺陷的技術(shù)，具有及時(shí)，準(zhǔn)確的診斷功能。對(duì)此，本文主要分析介紹了500kv電抗器乙炔和總烴的泄露數(shù)據(jù)超過(guò)了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，隨后展開(kāi)相應(yīng)的分析。

二、500kV電抗器乙炔問(wèn)題分析

（一）500kV電抗器的主要信息

500kV電抗器的裝配信息如下：額定電流為165A，額定電壓為500kV，額定容量為50000Kvar，采取高壓并聯(lián)連接方式，絕緣介質(zhì)浸入油中，冷卻方式為自然冷卻，無(wú)壓力控制方式，鐵芯滲透性好。在500kV電抗器油化試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)乙炔、總烴均超標(biāo)，乙炔油中溶解氣體絕對(duì)速率升高。通過(guò)查詢(xún)推薦的改良比值法求得故障編碼，然后經(jīng)查表可知故障類(lèi)型為電弧放電[2]。

（二）500kV電抗器的排油檢查

進(jìn)行500kV電抗器的排油檢查的過(guò)程中，主要的檢查方案分為四步。首先，將油排出后，檢查電抗器反應(yīng)器內(nèi)部；其次，檢查電抗器裝置的核心部分，確認(rèn)沒(méi)有異物或異常部分。接下來(lái)，當(dāng)檢查正面時(shí)，將低壓側(cè)芯夾的末端修復(fù)的等電位連接線(xiàn)和磁屏蔽連接部分從導(dǎo)線(xiàn)固定部分去除，未發(fā)現(xiàn)放電跡線(xiàn)，并且檢查高壓側(cè)鐵芯夾具和磁屏蔽連接處的連接狀態(tài)。最后，檢查兩個(gè)斷開(kāi)點(diǎn)所存在的位置，在測(cè)試機(jī)身底部有一個(gè)階梯螺釘，檢查放電痕跡，之后螺釘重新安裝。通過(guò)比較檢查，發(fā)現(xiàn)高壓，低壓側(cè)鐵夾和磁屏蔽等電位連接電纜的連接均相同，兩者都在一側(cè)，而對(duì)面沒(méi)有連接線(xiàn)。高壓側(cè)磁屏蔽兩側(cè)的每個(gè)夾具均連接有一根等電位連接線(xiàn)。在將鐵芯和地線(xiàn)從夾鉗上解耦后，鐵芯對(duì)夾鉗和地面具有良好的絕緣電阻，夾子在地面上的絕緣電阻為零，磁屏蔽夾兩根地線(xiàn)斷開(kāi)后，端子間絕緣性能良好，端子兩側(cè)絕緣也為零，兩端短路用螺栓短接，其他反應(yīng)器中的連接器良好，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器繞組的隔離，并且在核心中未發(fā)現(xiàn)異常。因此檢查完畢，在電抗器箱的底部，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)具有放電痕跡的外來(lái)物質(zhì)。

（三）500kV電抗器的故障分析

500kV電抗器的故障分析，由于電抗器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在以下問(wèn)題：電抗器沒(méi)有穿過(guò)鐵芯框架的貫穿螺釘，起不到固定整體結(jié)構(gòu)的作用，設(shè)計(jì)不采用緩沖措施，隨著時(shí)間的增加，導(dǎo)致電抗器在運(yùn)行期間的過(guò)度振動(dòng)，而隨著時(shí)間的推移，會(huì)導(dǎo)致電抗器的振動(dòng)非常嚴(yán)重。由于電抗器的核心有一個(gè)空氣間隙，空氣間隙在鐵支架，將會(huì)導(dǎo)致電抗器的噪音和振動(dòng)頻率增加[3]。

在這種高壓并聯(lián)方式的電抗器中，為了防止鐵芯被吸收，及保持電壓不變的恒定電抗值，所以鐵芯的磁芯被設(shè)計(jì)成具有間隙結(jié)構(gòu)，因此大部分漏磁能夠進(jìn)入燃料箱或其他部件。這種設(shè)計(jì)和制造導(dǎo)致電抗器嚴(yán)重振動(dòng)，在進(jìn)入內(nèi)部檢查后，發(fā)現(xiàn)電氣保護(hù)涂層接點(diǎn)上的螺栓被松動(dòng)。一方面，進(jìn)行長(zhǎng)期作業(yè)，在振動(dòng)劇烈期間，螺栓松動(dòng)和空氣阻力變化，比較容易造成乙炔大量排放。另一方面，由于高壓側(cè)鐵芯夾具與磁屏蔽保持連接狀態(tài)，強(qiáng)烈的連續(xù)振動(dòng)會(huì)將兩者斷開(kāi)，斷開(kāi)時(shí)分離部分產(chǎn)生高電位差形成電弧，導(dǎo)致乙炔含量增加。

三、500kV電抗器的故障處理方案

電抗器的故障處理方案，一方面，結(jié)合高壓并聯(lián)電抗器的工作條件，在電抗器的電屏蔽接地螺栓上加裝松動(dòng)盤(pán)簧，以有效防止螺栓松動(dòng)；另一方面，將彈簧添加到螺栓后，完成擰緊，并用萬(wàn)用表測(cè)量接地。擰緊電屏蔽接地螺栓以增加彈簧彈力，重新布置主體內(nèi)部并確認(rèn)沒(méi)有異常，然后抽空高壓電抗器并將壓力保持在一定的范圍內(nèi)。由于溶解在高壓反應(yīng)器油中的乙炔含量過(guò)量，必須使用油過(guò)濾器來(lái)對(duì)真空過(guò)濾器油進(jìn)行脫氣處理。將機(jī)油濾清器出口溫度保持在五十度，并將油箱內(nèi)部保持在四十度，維持循環(huán)狀態(tài)24小時(shí)后，取油樣，根據(jù)色譜圖，介電損失，耐壓性等進(jìn)行綜合分析處理，最終數(shù)據(jù)要符合國(guó)際規(guī)定的要求[4]。

除以上方案，電抗器的故障處理方法還包括下面三點(diǎn)，第一點(diǎn)，加強(qiáng)鐵芯的強(qiáng)度和油箱的強(qiáng)度，加強(qiáng)油箱與車(chē)身的連接，實(shí)現(xiàn)兩者之間的連接，減少振動(dòng)，改善拒收和減振的措施。第二點(diǎn)，提高內(nèi)部附件之間的結(jié)合強(qiáng)度，并采取措施防止松動(dòng)，防止部件間的不均勻排放；第三點(diǎn)，安裝在線(xiàn)色譜監(jiān)測(cè)設(shè)備，以改善運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的高壓電抗器。

總結(jié)：

高壓電抗器的故障是由于高壓電抗器運(yùn)行時(shí)的長(zhǎng)期高振動(dòng)，導(dǎo)致螺栓在內(nèi)部部件的連接點(diǎn)處松動(dòng)，接觸電阻的增加導(dǎo)致部件之間的不均勻放電，從而使得乙炔的含量超標(biāo)。所以，對(duì)油樣的化學(xué)測(cè)試以及電氣測(cè)試進(jìn)行系統(tǒng)和科學(xué)的分析是非常重要的。同時(shí)，為了應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題，需要對(duì)500kV高壓電抗器的制造，安裝和維護(hù)等過(guò)程進(jìn)行綜合性分析。通過(guò)對(duì)500kV電抗器乙炔的含量原因分析，所采用的分析方法及處理方法等更深入的了解，并為高壓電抗器的制造，安裝和維護(hù)提供更科學(xué)，合理的建議。

參考文獻(xiàn)：

[1]何小劍.一起500kV高壓并聯(lián)電抗器乙炔含量超標(biāo)事件的原因分析及處理[J].機(jī)電信息，2016（15）：7-8.

[2]王磊，于在明，李學(xué)斌.500kV電抗器乙炔超標(biāo)原因分析[J].東北電力技術(shù)，2014，35（01）：20-22.

[3]劉艷蘋(píng).500kV豐泉站永豐Ⅰ線(xiàn)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.

[4]DL/T722—2000，變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則[S].