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1、10kV干式铁芯电抗器的故障分析No.02.20l2北京电力高等专科学校BeijingElectricPowerCollege工程研究回10kV干式铁芯电抗器的故障分析陈寿平(广东电网公司东莞供电局,广东东莞523120)摘要:笔者发现长期以来10kV干式铁芯电抗器时常发生故障,给系统稳定性造成严重的影响.电容器故障定性为紧急缺陷,这给我们的部分造成非常的大指标压力.电抗器的损坏后的恢复时间大概半个月以上,而指标的要求,紧急缺陷的指标在24小时以内完成缺陷的处理.笔者通过故障的分析以及缺陷与规程试验的要求进行比对分析,并最终形成一定验收
2、措施.关键词:铁芯电抗器;匝间短路;噪音中图分类号:TM59文献标识码:A无功功率补偿装置在供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数,降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,改善供电环境.所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置.串联电抗器在无功补偿装置中起到抑制电容投入时的涌流,保护设备,抑制谐波,以及与电容器按照配比组成无源滤波回路,滤除谐波电流,电抗率根据不同次的谐波次数不同的作用.为此,笔者认为减少干式铁芯电抗器的故障是保障无功补偿的关键因素.一,现状近年来,与空心电抗器相比,铁心电抗器噪音相
3、对较大,电抗值线性度不好,但由于铁心电抗器具有远比空心电抗器体积小,磁污染小等优点而在近年来得到了较大的发展和应用.干式铁芯串联电抗器故障频发.主要故障为铁芯发热,铁芯异响,绕组自燃以及绕组匝间短路.统计数据表明:铁芯及夹什发热的缺陷l2台,铁芯异响26台,而绕组自燃7台,温度异常20台.甚至有些设备更换后,故障仍存在.具体故障情况:(一)2OO8年9月8日lJokV某站安装l0kV#2,#4,#5,#6电容器组串联电抗器有异响,}}l,3电容器组串联电抗经红外线测得铁芯温度分别为108℃和95℃;(二)2009年9月2日110kV某站
4、拌5电容器组电抗器测温时发现#5电容器组电抗器A相铁芯发热160度;(j)11OkV某站电容器组的串联电抗存在严重的异响(87—105分贝)和震动,多次停电检查无改观,2009年12月17目#3电容器组526串联电抗器投运后自燃烧坏;(四)2010年4月9日l10kV某站1电容器组电抗器自燃烧坏;(五)2010年5月3日l10kV某站撑3电容器组A,B,C三相电抗器铁心红外测温三相温度均较高,A相铁芯温度129℃,B相132℃,c相126℃:拌1电容器组A相铁芯温度96℃,B相102℃,C相96℃;(六)2010年6月24日110kV某
5、站3站用变兼接地变自燃烧坏;(JG)2010年7月3日220kV某站ll电容器组串联电抗器自燃烧坏;()k)2010年9月29日发现#5某站串联电抗器本体有裂纹,不能投入运行.二,原因分析(一)铁芯及夹件发热1,干式串联铁心电抗器夹件主要起夹紧固定铁轭,支撑及压紧线圈等作用,一般用槽钢或钢板焊接而成.电抗器运行时,由于漏磁通的影响,会导致夹件内有涡流存在而引起夹件温度大幅度上升,见其产品容量较大或绕组安匝较大时,可能造成夹件的局部温度会非常高,加速相邻的绝缘材料例夹件绝缘等的老化,严重时会影响产品的正常使用.2,铁芯接地不正确所致.电抗
6、器铁芯及夹件处于一强电场中,若不接地,将夹件处于悬浮电位中,对地放电,对夹件放电,甚至损坏夹件.若铁芯多点接地.将形成涡流,使铁芯发热,甚至烧毁铁芯.(二)铁芯异响1,铁芯粘连材料不好造成.若铁芯使用的粘连材料质量不好,铁芯硅钢片绝缘层将脱离,使局部涡流增大,导致铁芯振动,造成运行时噪音大及局部产生短路过热,严重时自燃.2,螺丝落入绝缘筒与铁芯间.由于螺栓是导磁体,在此处将产生较大的漏磁通,该漏磁与气隙隔板处的漏磁迭加,引起铁心振动产生异常的噪声.122l铁心耗t撩板铁心饼铖心挂蚌粥溯逛避F铁心挂图1铁芯异物造成的异响文章编号:1009
7、.O118(2012).02.0122.01(三)匝间短路1,绝缘设计不合理.电抗器和电容器串联回路合闸瞬间电压几乎全加在串联电抗器上,电抗器此时承受电压远远高于正常工作时的电压,设计时要按系统电压等级进行电抗器绝缘的设计.在操作冲击电压由起始分布向最终分布过渡的过程中,产生电场能量和磁场能量相互交换的复杂过程亦即震荡过程,震荡过程中绕组某处的最大电位超过侵入波数值.如果电抗器绝缘设计不合理,将会承受不住操作冲击,造成主绝缘击穿,形成匝间短路.2,树脂绕注材料的热胀冷缩程度不一致,特别是在绕组搭接的位置特别明显.浇注绕组剪刀位(搅合位置
8、)设计不当,发热不一致,促使树脂浇注绝缘材料,受到不同程度的变形.匝问绝缘开裂,最终导致匝间短路.(四)绝缘材料性能不符合要求1,材料为非阻燃材料.当发生匝间短路时,干式铁芯电抗器环氧树脂,快速燃烧.按IE
