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1 引言

目前在500kV變電站中都安裝35kV并聯(lián)電抗器，用于調節(jié)電網無功的過剩，穩(wěn)定運行電壓。干式電抗器損耗小、強度大、維護方便等優(yōu)點使其在電力系統(tǒng)中應用廣泛。其線圈絕緣由浸漬環(huán)氧樹脂嚴密包封，引拔棒采用聚酯玻璃纖維。但電抗器長時間運行中，卻存在一些危險性。筆者查閱不少案例，發(fā)現(xiàn)多為局部發(fā)熱、線圈短路、受潮造成，有的因發(fā)現(xiàn)不及時演變成生產事故，因此，電抗器安全運行不能忽視。

某500kV變電站新投運的35kV干式電抗器星形架圓環(huán)發(fā)熱溫度最高達到149.1℃，筆者就發(fā)熱原因展開分析，并提出幾點看法。

2 星形架圓環(huán)發(fā)熱現(xiàn)狀

本500kV變電站共6臺干式電抗器，#3、#6電抗器于2014年12月新投入運行，為另一電氣設備有限公司(下稱B設備廠)生產，新舊電抗器參數(shù)如表1所示。所有電抗器型號為CKGKL，采用高強度鋁質星形接線架對線圈分匝和接線，整體用浸漬環(huán)氧樹脂嚴密包封，其中星形接線架安裝于繞組上下兩端，中心圓環(huán)為閉合金屬環(huán)，圓環(huán)和鋁排采用金屬良導體，作用在于把各導電排連接在一起，起匯流及固定支撐作用，屬于結構件的部分。

經長時間對電抗器進行測溫跟蹤記錄得出，發(fā)現(xiàn)A設備廠與B設備廠局部溫度存在35℃差異，且同一電抗器上端星形架圓環(huán)比下端溫度高出近30℃。如圖1、2所示。

表1 電抗器參數(shù)表

圖1 A設備廠上端星形架圓環(huán)(溫度為94.5℃)

圖2 B設備廠上端星形架圓環(huán)(溫度高達149.1℃)

在跟蹤過程中，發(fā)現(xiàn)#6電抗器圓環(huán)出現(xiàn)了輕度銹蝕及脫落現(xiàn)象。懷疑為長期發(fā)熱導致絕緣輕微損壞，如圖3所示。

圖3 銹蝕及脫落現(xiàn)象

在相同環(huán)境條件下，B設備廠圓環(huán)比A設備廠圓環(huán)高出35℃。查得耐熱溫升極限為115K，最高溫度不能超過155℃。而在環(huán)境溫度23℃，電流為額定電流時，#6星形架圓環(huán)溫度最高達149.1℃，已接近極限，對其安全穩(wěn)定運行存在一定的風險。

3 發(fā)熱分析

星形架圓環(huán)部件垂直于線圈中心，當電抗器運行時，該部位磁力線最為密集，閉合的圓環(huán)部件處在變化磁場中，形成渦流使其發(fā)熱。

星形架圓環(huán)采用金屬鋁，鋁電阻率ρ=2.83×10-8Ω/m，圓環(huán)取垂直面積約為0.075m2，長度以中間直徑計算l=0.38m。此時可算得圓環(huán)發(fā)熱功率為：

P=E2/R=E2S/ρl

代入已知參數(shù)可計算功率約為420.7W。以上按均勻磁場計算，而理論上電抗器中心部位磁場最密集，因此，現(xiàn)實中功率應比計算結果高。圓環(huán)裸露在線圈外面，雖然通風散熱條件良好，但上端加裝防雨蓋，通風條件變差，熱量難以散去，造成上端圓環(huán)溫度接近極限。

查實GB/T1094.6-2011《電力變壓器 第6部分：電抗器》，溫升限值參考GB1094.11-2007，具體說明為“鐵心、金屬構件及其鄰近處材料的溫度，不應對變壓器任何部分造成損害”；而根據(jù)標準DL 462-92《高壓并聯(lián)電容器用串聯(lián)電抗器訂貨技術條件》第2.2.7條對溫升的規(guī)定，具體說明為“對于鐵芯、金屬部件和與其相鄰的材料的溫升限值，應取在任何情況下，不會出現(xiàn)使它們受到損害的溫度”。

鑒于以上分析，本站已做好詳細運維計劃，重點跟蹤發(fā)熱趨勢。目前，已聯(lián)系廠家到現(xiàn)場檢測維護。

4 建議與對策

通過以上對星形架圓環(huán)發(fā)熱分析，電抗器局部發(fā)熱現(xiàn)象不容忽視，現(xiàn)從生產工藝、設計、施工方面及日常維護提出幾點改進措施和對策。

(1)廠家在滿足力學方面應改進星形架圓環(huán)結構，并提高制造工藝，減少表面積，使通過的磁通量盡可能小。

(2)在施工過程中，應滿足規(guī)范要求并按圖紙安裝，廠家現(xiàn)場進行指導、監(jiān)護，避免由于安裝工藝問題導致電抗器運行時局部發(fā)熱。

(3)制定詳細運維計劃，加強對運行電抗器的巡視，特別是紅外測溫，發(fā)現(xiàn)雜音或局部溫升異常，應該密切跟蹤記錄，嚴重時應上報相關部門。

(4)定期對電抗器進行全方位檢查，包括檢修試驗，查看是否存在絕緣開裂、受潮、放電痕跡、線圈變形等現(xiàn)象。

5 結束語

筆者通過對本站干式電抗器星形架圓環(huán)輕度銹蝕、脫落及發(fā)熱現(xiàn)象展開分析，提出幾點措施和對策。500kV變電站無小事！希望運維人員在日常維護上能夠重視，及時發(fā)現(xiàn)隱患，密切跟蹤，防范于未然，盡可能避免電抗器故障的發(fā)生，保障設備的安全穩(wěn)定運行。

[1] 國家電網公司.10 kV-66 kV干式并聯(lián)電抗器技術標準[S].

[2] GB/T1094.6-2011《電力變壓器 第6部分：電抗器》[S].

[3] DL 462-92《高壓并聯(lián)電容器用串聯(lián)電抗器訂貨技術條件》[S].

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