35kV電容器組串聯(lián)電抗器著火原因與建議分析

摘 ? ?要：針對110kV甘祥站35kV#2電容器組串聯(lián)電抗器，在根據(jù)其事故情況、歷史數(shù)據(jù)、運行情況和解體情況確定著火原因的基礎(chǔ)上，提出串聯(lián)電抗器運行、檢查和異常處理方面的建議，為避免著火事故發(fā)生提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：串聯(lián)電抗器;電抗器著火

中圖分類號：TM47 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1004-7344（2019）03-0083-02

串聯(lián)電抗器在電路中具有重要作用，但由于各方面因素的影響，會使串聯(lián)電抗器發(fā)生起火等事故，不僅影響系統(tǒng)正常運行，而且還有可能引發(fā)安全事故。因此，在實際工作中，必須根據(jù)著火的原因，提出相關(guān)建議。

1 ?設(shè)備參數(shù)與著火事故情況

1.1 ?設(shè)備參數(shù)

110kV甘祥站35kV#2電容器組串聯(lián)電抗器基本參數(shù)如表1所示。

1.2 ?事故情況

5月21日14時48分，念荷值班員接到110kV甘祥站門衛(wèi)電話，甘祥站#2電抗器發(fā)生燃燒，值班員申請調(diào)度將#2電容器組轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)并開始滅火，通過現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)僅C相電抗器本體燃燒，其它設(shè)備都沒有受到影響，且燃燒過程中沒有異常信號發(fā)出。

2 ?設(shè)備歷史數(shù)據(jù)與運行情況

2016年11月10日，電科院對甘祥#2電容器組串聯(lián)電抗器實施匝間耐壓試驗，經(jīng)試驗得出如表2所示的結(jié)果。

由表2結(jié)果可知，試驗中，繞組沒有產(chǎn)生異常增大的噪聲，且沒有可見煙霧及火花放電。在試驗電壓條件下，其振蕩波形和在標(biāo)定電壓條件下相比，不同相別的振蕩頻率沒有明顯變化，且包絡(luò)線的持續(xù)衰減速度也沒有明顯的變化。

《南網(wǎng)2011年預(yù)防性試驗規(guī)程》對35kV干式電抗器要求進(jìn)行一年一次的紅外檢測，2017年5月13日及2017年5月20日，值班員對甘祥站進(jìn)行夜間巡視測溫69℃左右，#2電抗器三相溫度無異常。

3 ?設(shè)備解體情況

（1）導(dǎo)線聚酯膜絕緣層韌性較好，絕緣電阻測試絕緣很好;

（2）內(nèi)層解體絕緣材料完好;

（3）第三層絕緣材料熔化滲出;

（4）外層聚酯膜絕緣層韌性較好、第三層導(dǎo)線聚酯膜絕緣層熔化。

4 ?事故發(fā)生原因分析

對于干式空心電抗器，其線圈采用若干包封層線圈冰鏈結(jié)構(gòu)，該電抗器有四個包封層，各包封層線圈均由若干鋁導(dǎo)線通過并聯(lián)繞制而成，各線圈的并聯(lián)導(dǎo)線根數(shù)與鋁線截面積均取決于這一包封層對應(yīng)的電流密度，為使不同包封層的發(fā)熱保持均勻，包封層主要采用玻璃纖維通過環(huán)氧樹脂的浸漬纏繞制成，在包封繞組間，采用絕緣撐條進(jìn)行固定;線圈的上、下部均設(shè)置星形架，用于為包封導(dǎo)線提供支撐，并進(jìn)行電氣連接;在一定溫度條件下進(jìn)行固化之后，可形成一個整體。對于戶外產(chǎn)品，還在外表面進(jìn)行絕緣漆與RTV均勻噴涂，以此提高抗紫外線性能與抗絕緣老化性能。

通過設(shè)備解體發(fā)現(xiàn)，內(nèi)、外層玻璃纖維經(jīng)環(huán)氧樹脂絕緣材料，導(dǎo)線聚酯膜絕緣層比較好;外表附著類似塑料燃燒后產(chǎn)生的物質(zhì)，這一部位為包封層線圈的引出線;外層聚酯膜絕緣層仍具有良好韌性，但第三層導(dǎo)線的聚酯膜絕緣層已經(jīng)熔化，玻璃纖維經(jīng)環(huán)氧樹脂有發(fā)黃、發(fā)黑和炭化的現(xiàn)象。

第三層的絕緣劣化現(xiàn)象最為嚴(yán)重，其原因可能為母線運行電壓相對較高，為38kV，會使實際運行電流超出額定值，在運行過程中溫度明顯升高。此外，由于受到從第二層與最外層散發(fā)出的熱量持續(xù)影響，使第三層溫度顯著高于最外層與最內(nèi)層，但運行巡視過程中的測溫主要是測量最外層的溫度，不能對里面三層是否處在過熱狀態(tài)進(jìn)行判斷，比如去年進(jìn)行的耐壓試驗，雖然發(fā)現(xiàn)絕緣材料發(fā)生劣化，但未發(fā)現(xiàn)短路;隨著電抗器持續(xù)運行，其絕緣材料逐漸劣化，使內(nèi)部產(chǎn)生短路，因溫度大幅升高而著火。

對干式空心電抗器進(jìn)行停電檢修時，應(yīng)施以全面檢查，將檢查重點放在最外層與最內(nèi)層的包封表面是否開裂方面。在必要的情況下，可借助內(nèi)窺鏡對所有包封呈表面是否開裂進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否有樹枝狀爬電及鼓包等情況。針對運行時間相對較長，而且包封層表面有嚴(yán)重開裂情況的，應(yīng)將其更換;針對包封層出現(xiàn)輕微開裂情況的，采用RTV涂料實施噴涂處理，避免開裂以后水分不斷進(jìn)入到繞組的內(nèi)部，造成絕緣層侵蝕。110kV甘祥站35kV#1電容器組電抗也發(fā)現(xiàn)有類似塑料燃燒后的東西滲出，建議停電綜合評估。

如果串聯(lián)電抗器出現(xiàn)較大故障，會影響電力系統(tǒng)的正常運行，使得電力系統(tǒng)中的短路電流不斷增大，有關(guān)人員需要配以重型設(shè)備，在這個過程當(dāng)中，若系統(tǒng)中配備限流電抗器，能夠不斷減小短路電流，故選擇合理的輕型設(shè)備就可以。串聯(lián)電抗器的合理應(yīng)用，能夠保證母線更好的滿足殘余電壓，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，有效減少系統(tǒng)出現(xiàn)大規(guī)模運行故障的次數(shù)。

5 ?相關(guān)建議

對于串聯(lián)電抗器，其正常運行需要達(dá)到以下條件：①運行電壓通常不可超出額定電壓，且其變化范圍不能超出額定值±5%。②運行電流不可超出額定電流，不允許在長時間超出額定電流的情況下運行。③絕緣電阻需要利用搖表進(jìn)行測量，有效提升測量結(jié)果的精確性。④分裂電抗器實際運行過程中，其兩臂負(fù)荷應(yīng)保持一致，而且其變化不可太大，更不允許單臂運行。⑤在電抗器運行時，環(huán)境溫度應(yīng)低于35℃。

對串聯(lián)電抗器進(jìn)行巡視檢查時，應(yīng)注意以下幾點：①對電抗器本體進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否清潔、有無污垢，確認(rèn)線圈是否發(fā)生變形;②對電抗器室進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否保持潔凈、是否存在雜物和磁性物質(zhì)。如果電抗器的外部發(fā)生短路，則由于短路電流相對較大，且磁場較強(qiáng)，會使磁性物質(zhì)進(jìn)入到繞組，對電阻抗造成損傷，發(fā)生破壞;③對水泥支柱進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否存在裂紋，外表尤其是否脫落。對支柱絕緣子進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否有裂紋、破損、放電痕跡和傾斜不穩(wěn)，并確認(rèn)地面是否完好，有無下沉及開裂的情況;④對電抗器換位部位進(jìn)行檢查，確認(rèn)接線是否良好，有無過熱的情況;⑤通過檢查確認(rèn)是否存在噪聲及振動異常，有無焦臭味與放電聲;⑥特殊巡視：在發(fā)生短路故障以后，應(yīng)對電抗器是否產(chǎn)生位移進(jìn)行檢查，提升水泥支柱的可靠性，絕緣子是否產(chǎn)生破損，引線是否發(fā)生彎曲，是否有焦臭味與放電聲等。

當(dāng)串聯(lián)電抗器發(fā)生局部過熱現(xiàn)象時，應(yīng)使用專門的儀器對溫度進(jìn)行測試，確定發(fā)熱程度，并在必要的情況下，增設(shè)強(qiáng)力通風(fēng)裝置來保證冷卻效果，并適當(dāng)降低負(fù)荷，以此起到降溫作用。如果仍無法解決嚴(yán)重發(fā)熱，應(yīng)進(jìn)行停電處理。當(dāng)支柱絕緣子由于短路裂紋原因而接地時，應(yīng)在停電后進(jìn)行有效處理。當(dāng)電抗器保護(hù)動作跳閘時，需要對保護(hù)裝置的動作進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否保持正常，并對引線支柱瓷瓶及水泥支柱進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否完好，有無斷裂，線圈是否已經(jīng)被燒壞。在斷路器跳閘之后，如果沒有查明其產(chǎn)生原因，則不可送電，安排專門的技術(shù)人員進(jìn)行處理，在處理完成并確認(rèn)合格后，開始送電。此外，一旦電抗器發(fā)生故障，都要及時對故障點進(jìn)行隔離，使母線能夠保持正常運行，同時加強(qiáng)狀態(tài)監(jiān)測。

6 ?結(jié)束語

綜上所述，實際運行電流超出額定值產(chǎn)生的溫升與絕緣不斷劣化是造成串聯(lián)電抗器起火的主要原因。對此，在完成事故處理后，應(yīng)根據(jù)串聯(lián)電抗其的作用、運行條件，切實做好日常及特殊巡視，針對不同異常，制定有效處理措施。

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收稿日期：2018-12-1

作者簡介：危成林（1978-），男，壯族，廣西南寧人，工程師，本科，主要從事電力工程技術(shù)的工作。