電抗器常見(jiàn)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(lái)越多，而其在運(yùn)行中常出現(xiàn)一些故障，也將對(duì)電網(wǎng)的安全、可靠供電造成影響，電抗器的健康運(yùn)行水平對(duì)于地區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的作用。文章主要針對(duì)運(yùn)行中電抗器的常見(jiàn)故障，介紹了局部溫度過(guò)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(dāng)而燒毀、電抗器噪聲過(guò)大而影響運(yùn)行等問(wèn)題及其處理方法。

關(guān)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(jiàn)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(lái)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(lái)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(lái)吸收電纜線路的充電容性無(wú)功的，可以通過(guò)調(diào)整并聯(lián)電抗器的數(shù)量來(lái)調(diào)整運(yùn)行電壓，超高壓并聯(lián)電抗器有改善電力系統(tǒng)無(wú)功功率有關(guān)運(yùn)行狀況的多種功能，主要包括：

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

2 電抗器的常見(jiàn)故障及處理方法

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

2.1 局部溫度過(guò)高

電抗器在運(yùn)行時(shí)溫度過(guò)高，加速聚酯薄膜老化，當(dāng)引入線或橫面環(huán)氧開(kāi)裂處雨水滲入后加速老化，會(huì)喪失機(jī)械強(qiáng)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(wèn)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(shè)計(jì)裕度很小，使設(shè)計(jì)值與國(guó)際規(guī)定的溫升限值很接近。除設(shè)計(jì)制造原因外，電抗器在運(yùn)行時(shí)，如果電抗器的氣道被異物堵塞，造成散熱不良，也會(huì)引起局部溫度過(guò)高引起著火。

對(duì)于上述情況，應(yīng)改善電抗器通風(fēng)條件，降低電抗器運(yùn)行環(huán)境溫度，從而限制溫升。同時(shí)定期對(duì)其停運(yùn)維護(hù)，以清除表面積聚的污垢，保持氣道暢通，并對(duì)外絕緣狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

2.2 沿面放電

電抗器除了生產(chǎn)質(zhì)量要過(guò)關(guān)以外，運(yùn)行時(shí)還受到許多外界因素的影響，在戶(hù)外大氣條件下運(yùn)行一段時(shí)間后，閃電的陰雨天、表面污塵受潮、運(yùn)行方式的調(diào)整都會(huì)導(dǎo)致表面泄漏電流正大，電壓忽高忽低，非常不穩(wěn)定，且會(huì)產(chǎn)生很高的能量。由于水分蒸發(fā)速度快慢不一，導(dǎo)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(méi)有經(jīng)過(guò)及時(shí)處理，會(huì)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?xí)斐啥搪分械木€匝電流劇增，使得線匝絕緣損壞，為企業(yè)帶來(lái)不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

為了確保戶(hù)外電抗器的正常運(yùn)行，可以通過(guò)涂刷絕緣材料的方法抑制表面放電；線圈的兩端預(yù)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(dǎo)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(yùn)行時(shí)，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(shí)際運(yùn)行中的設(shè)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(fù)荷側(cè)引線端子燒熔脫落，若電容器完好無(wú)損，對(duì)電抗器進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)異常，此時(shí)故障即為繞組與引線連接不良導(dǎo)致的，在運(yùn)行中，由于振動(dòng)使得繞組與引線連接松動(dòng)，接觸電阻偏大，導(dǎo)致電容器組合電抗器投入運(yùn)行后端子連接處異常發(fā)熱，造成接觸電阻進(jìn)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(shí)際運(yùn)行中會(huì)威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

對(duì)于上述故障，應(yīng)在設(shè)計(jì)電抗器中充分考慮避免繞組與引線連接處因接松動(dòng)引線燒毀現(xiàn)象，采取措施防止出現(xiàn)接線松動(dòng)的情況，如在設(shè)計(jì)時(shí)使用螺栓連接，進(jìn)而有效防止螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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(gè)或兩個(gè)分接頭，且各接頭處的電容量都不同。如果在安裝時(shí)，電抗器引線接頭接錯(cuò)，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(guò)電流，很容易影響電抗器的正常運(yùn)行。

防止有分接電抗器燒毀故障，首先要在使用說(shuō)明書(shū)和外形圖中注明安裝方法，其次現(xiàn)場(chǎng)安裝人員一定要細(xì)心，避免安裝錯(cuò)誤和松動(dòng)現(xiàn)象，確保有分接電抗器安裝時(shí)各個(gè)引線接頭的安裝正確無(wú)誤。

2.5 電抗器選擇不當(dāng)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(guò)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(dāng)，將使諧波放大，電抗器上的電流和電壓增大，使銅導(dǎo)線過(guò)熱，繞組上的絕緣層老化擊穿，出現(xiàn)短路，并最終導(dǎo)致電抗器的燒毀。

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，要注意嚴(yán)格按照變電站設(shè)計(jì)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(dāng)而造成電抗器燒毀故障，若在安裝、調(diào)試或驗(yàn)收過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有參數(shù)不當(dāng)?shù)碾娍蛊鞅话惭b進(jìn)系統(tǒng)中，要立即進(jìn)行更換，并進(jìn)一步確認(rèn)安裝電抗器的參數(shù)是否符合要求。

2.6 電抗器噪聲過(guò)大而影響運(yùn)行

電器設(shè)備的噪聲是不容忽視的技術(shù)指標(biāo)，鐵芯串聯(lián)電抗器也不例外。噪聲指標(biāo)的高低標(biāo)志著制造廠的設(shè)計(jì)能力和工藝水平，對(duì)于帶有氣隙的鐵芯串聯(lián)電抗器，每柱有若干個(gè)鐵心餅，噪聲指標(biāo)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。可以從降低磁密來(lái)降低噪聲，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(jìn)鐵芯的加工工藝及鐵芯組裝工藝來(lái)降低產(chǎn)品的噪聲。要求在鐵芯加工時(shí)硅鋼片要平整，減少硅鋼片邊緣毛刺。在鐵芯組裝時(shí)，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(fēng)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(lái)的噪聲。

（4）準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)，也可降低電抗器運(yùn)行中的噪聲。

3 電抗器的日常維護(hù)方法和故障預(yù)防措施

3.1 電抗器表面漆每?jī)赡赀M(jìn)行一次檢查，如有表面漆剝落應(yīng)及時(shí)補(bǔ)刷。

3.2 電抗器導(dǎo)電接觸面應(yīng)定期檢查，以防螺栓松動(dòng)。如發(fā)現(xiàn)接觸不良時(shí)，需進(jìn)行及時(shí)處理。由于電抗器本身運(yùn)行過(guò)程中有震動(dòng)，建議半年進(jìn)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(wú)損傷。出現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)及時(shí)處理或通知制造廠修理。

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

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

3.6 產(chǎn)品長(zhǎng)期貯存時(shí)，應(yīng)放在干燥通風(fēng)的室內(nèi)或有頂棚的地方。

參考文獻(xiàn)

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