干式串联电抗器运行可靠性提升措施论文_刘晔

干式串联电抗器运行可靠性提升措施论文_刘晔

天津经纬正能电气设备有限公司 天津 300353

摘要:科学技术的快速发展使我国各行业迎来新的发展机遇和发展空间。在我国电气设计的过程中,电抗器由于其明显的优势已经越来越多地被应用,并且在电气应用中取得了较好的效果。

关键词:干式串联电抗器;运行可靠性;提升措施

引言

随着我国整体经济的快速发展,我国快速进入现代化发展阶段。干式串联电抗器在国内电力系统中大量应用,按结构分为干式空心电抗器和干式铁心电抗器;干式串联电抗器具有投资低廉运维简单的特点,但由于干式电抗器在电力系统中属于保护区外设备,在其发生缺陷或故障时,无法实现预警、故障保护动作,导致事故扩大,影响了电网的安全运行,影响了变电站的就地无功支撑,为此需要结合干式串联电抗器的技术特点进行研究,制定一些对应的技术措施来提高干式串联电抗器的运行可靠性。

1基本结构特性

干式空心电抗器由多个包封组成。其中,包封的材料多数是采用环氧树脂浸渍过的玻璃纤维,各包封之间用撑条支撑隔开形成散热风道,线圈的上、下端多使用星型架作为绕组的进、出线连接,并用拉纱方式将上、下星架进行固定,在每个包封内部,充斥着不同规格的带有股间(匝间)绝缘的铝线,多根铝线以并联的方式紧密绕制,铝线之间通过相互粘接增加绕组的机械强度,而包封的外部则喷涂憎水性好、阻燃、防紫外的涂料,以满足户外苛刻的运行条件。干式铁心电抗器,结构与干式变压器类似,采用环氧树脂成型固体绝缘结构,一般为三相共体,以硅钢片为导磁介质,由环形铁轭、高填充系数的辐射式铁心柱组成三角形磁路结构。其线圈由多个包封组成,并以小截面多股玻璃丝漆包扁铜线平行并绕而成。包封间设置轴向散热气道,采用空气自冷却方式。

2影响干式串联电抗器运行可靠性原因

(1)电抗器线圈导线存在先天缺陷,异常发热导致匝间绝缘老化直至造成匝间短路,最终引起电抗器起火,使电抗器损坏。(2)电抗器出线头因焊接不当,振动疲劳开断,使电抗器各层导体分流紊乱,某些导层异常过热,最终加速电抗器绝缘老化。(3)电抗器包封层表面因固化应力集中,在经历频繁投入、退出时,热胀冷缩引发线圈表面开裂,缝隙处易积污和存储潮气,诱发局部放电,严重时会烧蚀内部导线绝缘,最终引发匝间短路或沿面闪络。(4)电抗器线圈沿面出现漏电起痕和树枝性放电,最终导致沿面闪络,使电抗器损坏。(5)电抗器频繁受过电压和过电流冲击,线圈产生机械性受力疲劳损伤,缩短产品使用寿命。以上原因大体可总结为三点:主要原材料质量问题、工艺质量控制问题以及电气与机械性能问题。数次干式电抗器解剖结果表明,故障往往多发于中间包封处,该处温升一般最高,绝缘薄弱点最容易劣化。无论何种原因导致的电抗器故障最终都将表现为内部某处发热、温升过高,进而发生烧毁或闪络短路故障。

3提升措施

结合制造、设计、安装、运行等环节特点,通过对缺陷问题的类别及问题内容细分,提出了以下技术措施来提升干式串联电抗器的运行可靠性,以下措施均经过现场运行的实际验证。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(1)户外用干式空心电抗器,出厂时各包封表面应喷涂RTV-Ⅱ绝缘涂料;根据干式空心电抗器包封表面绝缘劣化情况,各包封表面应及时进行RTV-Ⅱ绝缘涂料的喷涂。(2)强带电检测。对于干式电抗器及其电气连接部分按周期要求进行红外测温和高温天气时的重点测温;积极应用紫外检测,及时发现局部放电、电晕等异常。(3)定期检查是否有异常声响,是否有螺栓或其他部件松动;检查电抗器噪声罩的棉上是否有螺栓脱落;检查地面上是否有掉落螺栓或其他物体。(4)户内布置干式铁心电抗器宜设置对流通风装置,通风装置应保持运行良好,户内排风温度不应超过40℃。(5)干式电抗器室内安装时,完善消防设施。(6)干式空心电抗器下部支架环形水平接地扁铁禁止接成闭合回路,要留有断开点,防止漏磁导致运行时接地体长期发热。垂直引下线接地扁铁应考虑布置方向。(7)电抗器铁心应经过特殊工艺处理,整个铁心成为一个紧固的整体,降低产品运行的噪声。(8)户内干式铁心电抗器设计时可考虑减少振动降低噪声。安装时底座应坐实。(9)停电检修或处理噪声过大时,应检查紧固件。频繁发生螺栓松动等问题的,应采用防脱扣螺母,或涂抹防松胶,减缓螺栓松动产生。同时应检查风道里是否有异物。(10)由于制造厂产品设计、工艺质量及出厂把关不严等问题,运行中多发包封间引拔棒脱落问题;现场新设备交接试验不合格,如设备匝间绝缘隐患、直流电阻超标等。(11)需要制造厂改进工艺、加强质量监督并由甲方开展抽检,从源头上把控设备质量。增加匝间绝缘交接试验项目,可督促厂家

4电抗率选择过程中的电抗器的有效配置

作为电抗器设计过程中的重要参数,我们在电抗器设计的过程中要对电抗率进行正确的选择。电抗率的正确选择能够直接影响电抗器串联过程中的电抗值的实际大小。因此我们在实际的设计过程中要对电抗器的选择非常重视。因此我们在设计的设计选型过程中,要针对电抗率方面的问题进行认真的分析,我们要从以下几个方面进行分析,首先是要对电网中的谐波实际情况进行了解和勘察,其次我们要清楚电抗器应用环境周边是否具有较为大型的电网整流设备,因为大型的整流设备在应用的过程中会对电抗器的应用有很大的谐波干扰。我们在选择电抗率的过程中,主要的参考依据就是谐波的具体含量。根据一般的设计要求,我们在三次谐波的位置设计12%左右的电抗器配置,五次及以上的谐波的位置要设计4.5%左右的电抗器配置。需要注意的一点是,我们在进行电抗器配置的过程中,要认真地计算,电抗器的应用是否能够产生谐波放大的问题,如果出现了谐波放大的问题,我们就要第一时间改变电抗器的电抗率,选择正确的电抗率参数进行电抗器的匹配。

结语

落实以上技术措施,可以有效提高干式串联电抗器的运行可靠性,分析设备技术发展的未来,提升设备的运行可靠性还可以通过在线监测技术研究来实现及时保护设备的可靠运行。

参考文献:

[1]JB/T5346-2014高压并联电容器用串联电抗器.

[2]王贵山,李应宏,杨盛杰,刘金.干式空心电抗器故障及运维策略分析[J].电力电容器及无功补偿,2015(06).

[3]付炜平,赵京武,霍春燕.一起35kV干式电抗器故障原因分析[J].电力电容器与无功补偿,2011,32(1):59-62.

[4]国家电网公司运维检修部.变压器类设备典型故障案例汇编(2006—2010年)[G].北京:中国电力出版社,2012:120-144.

论文作者:刘晔

论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期

论文发表时间:2019/7/4

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