择要:次要针对电抗器在运转方面呈现的题目举行了剖析,并提出了响应的改良发起和步伐。
要害词:并联电抗器;温升;漏磁
l 媒介
大容量干式空心电抗器是近几年研制开辟的新型电抗器,它具有线性特征好、参数波动、防火功能好等特点,因而用量渐渐增长。并联电抗器颠末永劫间的运转,呈现了不少的题目,有的自愿停运处置,有的渐渐演化成变乱乃至设置装备摆设废弃。干式空心电抗器的运转妨碍次要是由于线圈受潮、部分放电电弧、部分过热绝缘烧损等线圈匝间绝缘击穿,以及漏磁形成四周金属构架、接地网、高压柜内接线端子消耗和热等。
2 电抗器的作用
在超高压、大容量的电网中安置肯定数目理性的无功赔偿安装(包罗并联电抗器和运动无功赔偿器),其次要目标:一是赔偿容性充电功率;二是在轻负荷时吸取无功功率,控制无功潮水,波动网络的运转电压。各大电网均要求,在大中型变电站必需安置电抗器来赔偿电容性的无功功率,做到当场赔偿,当场均衡,以包管电力体系的宁静运转。
3 电抗器妨碍构成及处置步伐
3.1 沿面树枝状放电和匝间短路的机理及处置步伐
电抗器在户外的大气条件下运转一段工夫后,其外表会有污物堆积,同时外表喷涂的绝缘质料也会呈现粉化征象,构成污层。在大雾或雨天,外表污层会受潮,招致外表走漏电流增大,发生热量。这使得外表电场会合地区的水分蒸发较快,形成外表局部地区呈现干区,惹起部分外表电阻改动。电流在该中缀处构成很小的部分电弧。随着工夫的增加,电弧将开展并产生兼并,在外表构成树枝状放电烧痕,构成沿面树枝状放电。由于绝大少数树枝状放电发生于电抗器端部外表与星状板相打仗的地区11)。而匝间短路是树枝状放电的进一步开展,即短道路匝中电流剧增,温度降低到使线匝绝缘破坏并在低温下导线熔化而构成。
为了确保户外电抗器不产生树枝状放电和匝间短路妨碍,应准确选用绝缘质料,改进工艺条件,进步工艺程度,改进工艺情况。包管电抗器的端绝缘、包封绝缘的全体性;绝缘胶应包管与导线具有精良的亲和性,在运转条件和运转情况下,确保不发生裂纹和开裂征象;涂刷憎水性涂料可大幅度克制外表放电,端部预埋环形均流电极的布局改良,可克制下端外表走漏电流会合征象,即便不喷涂憎水性涂层或憎水性涂层完全消散,也能避免电极左近干区电弧的呈现。顶戴防雨帽和外加防雨假层可在肯定水平上克制外表走漏电流。别的,在腌臜水平较严峻的地域,应增长清算电抗器外表和绝缘子外表频次。
3.2 温升对电抗器影响
对比年来体系内几起比力典范的干式电抗器变乱举行了观察,发明电抗器运转温度偏高。设计选择的绝缘质料耐热品级偏低是形成妨碍的次要缘故原由。上面枚举几个比力典范的变乱。
(1)1997年7月29日9时07分,青海电力公司硝湾变35kV 54号开关速断掩护举措跳闸。反省发明1号电抗器B相线圈有严峻的烧伤陈迹,经实验确以为匝间短路。剖析以为,设计中端部电场过于会合,因工艺上未加RTV涂料的缺陷而产生水树征象,致使变乱产生,该电抗器返厂处置后于1998年4月投入运转。
(2)2002年5月14日0时28分,陕西神木变(330kV)2号主变高压35kV并联电抗器B相因外包封开裂,外部绝缘受潮惹起匝间短路放电。经剖析,电抗器外表树枝状放电终极招致短路后消融的金属气体放射至A相引线上,又招致A,B相间短路。该变乱招致变压器遭到间接短路打击加入运转。
(3)2003年6月5日重庆万州局万县变(500kV)35kVI-2号电抗器在大雨气候下外包封产生匝间短路,在烟尘和金属颗粒的作用下开展为相间短路。剖析后以为,也是由于树枝状放电作为先导,终极招致变乱产生,该产品自愿返厂改换外包封。
依据温度实测息争体剖析,证明以上电抗器变乱都是由于运转中热门温度高,减速了聚酯薄膜老化,当引入线或横面环氧开裂处雨水渗透后减速了老化,丢失了机器强度,不克不及裹紧导线;当雨水屡次渗透时,形成匝间短路惹起着火熄灭。
3.2.1 电抗器运转时的温升限值
在肯定温度下,绝缘质料不发生热破坏的工夫称为绝缘质料的利用寿命。大型电抗器的电流在3 500A以上。如许大的电流流过电抗器,即便电抗器的电阻很小(mΩ级),功率也在千瓦以上。电器产品的消耗越大,运转中发生的热量就越大,在肯定的条件下,电抗器的温升也就越高,而温升增高会减速绝缘质料的老化,使其得到绝缘功能,从而也会延长电抗器的利用寿命。这阐明电抗器温升的上下是包管其质量和利用寿命的紧张目标,因而GBl0229-1988和IEC尺度中均对电抗器正常利用条件下的温升做了专门的划定。
国标之以是对电抗器的温升做严厉的限定,是由于温升间接影响着电抗器所用绝缘质料的利用寿命。依据Montsinger的寿命定律,绝缘质料的热老化与温度有如下干系:t=Aexp(aθ)。式中:t为绝缘质料的利用寿命;A为常数,B级质料约为6.5x105;a为常数,约为0.088;9为绝缘质料的温度。
由上式看出,关于B级绝缘质料,每当温度增长10℃,绝缘质料的利用寿命增加一半,这便是绝缘质料的10℃定章。A级绝缘质料为8℃,称为8℃定章。温升是包管电抗器质量和运转寿命的紧张目标,电流越大就越难满意要求。
构成温升的次要缘故原由有:温升的设计裕度获得很小,使设计值与国标划定的温升限值很靠近;另有制造的缘故原由,如绕制绕组时,线轴的配重不敷、绕制速率过快和停机均可形成绕组松紧度欠好和绕组电阻的变革。别的,接线端子与绕组焊接处的焊接电阻是由于焊接质量的题目发生的附加电阻,该焊接电阻发生附加消耗使接线端子处温升过高。别的,在焊接时由于讨论设计不妥、焊缝深宽比太大,焊道太小,热脆性等缘故原由发生的焊缝金属裂纹都将低落焊接质量,增大焊接电阻。
3.2.2处置步伐
处置步伐:①选择公道的耐热品级绝缘质料、设计运转温度更公道的干式电抗器,从基本上办理电抗器户外运转宁静性较低的题目,以增长其利用寿命。②展开无效的防紫外线老化包封的防护漆的选型和研制,从基本上根绝树枝状放电的呈现。③改进电抗器上部引线与线圈的密封,2)。④戴帽避免日晒或雨淋,或是搭大棚,以改进透风条件,改进电抗器运转的情况温度。⑤改进工艺条件,进步工艺程度,改进工艺情况,增加人为要素的影响。
干式空心并联电抗器组特点之一是由多个并联的包封构成,但由于设计和制造工艺上的题目,会形成各包封电流密度纷歧致,招致运转中局部包封温度高。如今某些厂家为了进步经济效益,太过地进步电流密度,形成热门温升过大是电抗器妨碍的基本缘故原由。因而,得当低落电流密度,进步绝缘耐热品级是改进电抗器运转特征的基本步伐。
3.3 漏磁
3.3.1 漏磁发生的缘故原由及危害
在电抗器轴向地位有接地网,径向地位有设置装备摆设,遮栏、构架等,都大概因金属体组成闭环形成较严峻的漏磁题目,对四周情况形成严峻的影响。若在磁场范畴只要较大铁磁物质,无闭环回路题目不大,如有闭环回路,如地网、构架、金属遮栏等,其漏磁将感到环流达数百安培。这不但增大消耗,更因其创建的反向磁场同电抗器的局部绕组耦合而发生严峻题目,如是径向地位有闭环,将使电抗器绕组过热或部分过热,好像变压器二次侧短路状况,如是轴向地位有在闭环,将使电抗器电流增大和电位散布改动,故漏磁题目并不克不及复杂地以为只是热或增长消耗。
3.3.2 处置步伐
只需消弭闭合的金属环路,如阔别金属构架不利用金属围栏等,一样平常就可办理。较难的是制止接地网及水泥构件中的闭环回路,应在安置之前,核对安置点能否存在闭环的接地网或含金眉闭环的水泥构件,公道地部署电抗器的安置地位及接线端子地位。