110kV串联电抗器烧毁案例分析及解决方案.pdf

年第 期总第 期铁 合 金.:./.作者简介 李镇赉 男 年 月出生 年毕业于东北大学工业电气自动化专业高级工程师 现从事设备管理等工作:.收稿日期 串联电抗器烧毁案例分析及解决方案李镇赉冯帅戴吉兴(吉铁铁合金有限责任公司 内蒙古丰镇)摘 要 介绍了 变电站内 电容器组的电抗器起火事故通过事故原因分析给出设备改造方案 设备改造后电磁力明显降低运行效果良好避免了电抗器频繁烧毁事故的发生关键词 串联电抗器 烧毁中图分类号.文献标识码 文章编号()(.).前言电容器组(/()于吉铁铁合金有限责任公司变电站初步设计中就已确定型式并于 年 月 日建成投运 由于当时在设计过程中受场地制约电抗器采用了细高型的筒形设计 运行一段时间后出现多起电抗器烧毁事故严重影响了供电安全以及线路功率因数达标 电抗器结构以及存在问题.电抗器结构目前该公司变电站电抗器使用的是 /.高压串联电抗器其高.总高.直径.(至外层)结构如图 所示.存在问题运行过程中温升过高 电抗器在电容器组运行时一直保持接近额定电流运行在此过程中电抗器产生大量热量由于电抗器结构因场地受限导致设计的偏高造成大量热量集中在设备上端又因室外电抗器上部加有防护罩导致热量无法散出这就是为何多次电抗器烧毁事故发生在电抗器上端的主要原因运行过程中噪音大 电抗器长期保持在额定电流以上的条件下运行造成设备过热、噪音过大在电抗器停、送过程中在电容器的涌流作用下产生较大机械力 热胀冷缩和机械力造成电抗器内部绝缘变化长时间使内部线圈移位绝缘降低电抗器上部采用了 /绝缘子 长度 如图 所示 在运行过程中由于系统电压偏高有爬电现象造成绝缘破坏图 电抗器结构示意图.图 电抗器上部结构.发生事故多次出现电抗器烧毁烧毁后外观如图 所示图 电抗器烧毁现象.问题分析.温升对电抗器的影响电容器组中电抗器长期运行电流始终保持在额定及以上状态是造成温升居高不下的主要原因电容器组补偿容量公式:()()公式()()中:为容量 为容量输出系数 为电压 为电流 通过公式可以看出电容器组在母线电压高值时出力越高 在限电的峰期和运行负荷小的这个时段内 母线电压持续保持在 之间 取电压为.(取.)通过计算可以得出电容器组电流为.此时电流已经超过电抗器额定电流.可见电抗器设计容量偏小紫外线辐射、粉尘污染表面污物沉积、气道被异物堵塞也会造成温度升高 由于内蒙地区常年光照充足紫外线辐射严重内蒙地区风沙大大量粉尘附着在电抗器外部影响散热 以上原因造成该公司变电站内电抗器温升居高不下热效应积累的温度可能超过该电抗器绕组股间、匝间和包封的绝缘耐热等级最高允许温度或绕组温升极限当电抗器绕组绝缘的最高点温度超过最高允许温度时绝缘材料将迅速碳化而丧失绝缘性能和力学性能进而导致绝缘损坏由于该公司变电站内电抗器结构比普通电抗器又高又细造成大量热量集中在电抗器上部时间长绝缘老化发生烧毁现象 这也是该公司大部分电抗器起火点在上部的原因现已有厂家通过技术控制做到了 及以下电抗器在电容器投入后自动退出运行 此技术现在还没有应用到 系统上目前正在与相关厂家技术人员探讨相关技术问题该公司变电站 电抗器巡视记录见表.机械负荷对绝缘的影响电抗器运行产生的交变磁场而引起的机械负荷有压力、拉力、伸展、振动等承受的机械应力高于临界值时绝缘材料会产生断裂电抗器投退时合闸涌流会对绕组产生巨大的电动力频繁投退容易使绕组绝缘材料的机械性能损坏铁 合 金 年 表 电抗器巡视记录.电抗器组电流/电压/电抗器温度/巡视时间室外温度/号.由于铁合金电炉生产的需要以及受地方电网限电影响该公司变电站电抗器投退频繁每组电抗器每天平均投退在 次以上 如此频繁的合闸冲击造成电抗器绝缘材料的损坏也是电抗器起火的原因之一 解决方案针对以上现象决定对电抗器结构进行改造()增加电抗器容量使额定电流由.提高到.()将电抗器分成上、下两部分中间留有一定空间后用铝排进行连接 作用是:由于电抗器分成上下两部分下部的热量大部分会由电抗器中间的位置散出降低了电抗器的温升分成两部分后电抗器所受的机械力分散保护了内部绝缘结构降低噪音改造后电抗器结构如图 所示()将/长度 绝缘子更换为/长度 绝缘子 加长绝缘子长度避免爬电现象图 改造后电抗器结构图.改造后效果 年 月 日将站内 号电容器组的三台电抗器更换成改造后的新型电抗器 通过运行人员每两小时测温的结果看新型电抗器较之老款电抗器温升平均值低 左右停、送电过程中没有出现电磁力造成的响声表明电磁力明显降低目前运行效果良好 该公司变电站改造后的 电抗器巡视记录见表 表 电抗器巡视记录.改造后电抗器组电流/电压/电抗器温度/巡视时间室外温度/号.总结通过对电抗器整体结构的改造解决了原有温升高、承受机械力过大等原因导致的电抗器烧毁问题大幅增加了电抗器使用寿命降低了供电运行风险 号电容器组从 年 月 日改造投运至今未再出现问题运行情况良好参考文献 东方.电力工程电气设计手册.中国电力出版社.黄衍臻陈小明.一起特殊的干式电抗器故障分析电工技术.李小伟.电容器组串联电抗器烧毁的原因分析与建议广西电力.第 期李镇赉等 串联电抗器烧毁案例分析及解决方案