无功补偿装置合理配置是优化电压、降低电网系统损耗的重要手段,为了提高功率因素,减少电能损耗,增强供电能力,国内在500kV系统的变压器低压侧安装了大量低压电抗器和电容器用以调整系统电压。油浸式电抗器由于其占地小、漏磁小、抗短路能力强等优点被广泛应用。

1 试验异常问题的发现

某500kV变电站#1电抗器在进行投运10天的油中溶解气体色谱分析发现乙炔超标,乙炔含量6.09μL/L,总烃534.51μL/L,测试结果见表1。测试结果说明该设备存在严重的过热兼放电缺陷。立即停电进行相关的电气试验,电气试验未发现异常,但该电抗器铁芯夹件未引出,无法测量铁芯夹件对地的绝缘电阻值,综合所有电气试验结果初步判断为电抗器铁芯夹件接地存在多点接地。

2 异常原因查找

该设备返厂进行解体,发现情况如下:

电抗器铁芯夹件接地有问题,其设计是通过油箱下部3个定位杆与夹件接触实现了铁芯定位及接地,如果接触不好就会造成铁芯夹件非有效接地(定位杆刷了漆),产生悬浮放电,如图1所示。

下夹件通过3块约10毫米厚的绝缘垫作为其整体对箱壳底座的支撑及防震,间距比较小,可能在长期运行中由于胶板的老化及震动力可能会损坏,导致有效间距进一步减少,容易金属异物卡在其两者之间而造成多点接地;设备内部清洁度不足,有轻质类物质粘附在夹件及铁芯上,并在铁芯底部有疑私水迹所致的锈蚀现象;

穿芯螺杆造成环流。铁心接地系统如图2所示,厂家在拆除穿心螺杆与上夹件连接的螺母后,发现三根穿心螺杆与上夹件间存在多点连接的情况,同时发现上夹件存在局部发热现象,如图3所示。

穿心螺杆与上夹件间的间隙距不足,可能由于吊装、振动等原因,本应与上夹件绝缘的穿心螺杆触碰上夹件(图4)而形成闭磁回路导致发热。在绝缘电阻测试过程中,发现穿心螺杆连同下夹件对下铁轭及铁心的绝缘电阻偏低,经排查是穿心螺杆与下夹件连接处的绝缘层存在赃污所致。

3 异常原因分析及缺陷处理措施

经过解体检查,发现该电抗器发热故障的主因是两条穿心螺杆与上夹件间没有固体绝缘隔离,由于运输过程或运行过程受送电冲击、震动所引起的可能移位导致相互间触碰而形成闭磁回路造成环流过热。在经过理论验证及设计单位认可后,在满足机械强度的情况下对中心拉杆进行了切削处理,并在穿越上压架、铁芯接地引线连接后接地,整改后接地系统如图6所示。通过本次整改将将铁芯及夹件的解析点分别引出至油箱外部,便于试验人员进行绝缘电阻测试,判断该设备的接地情况。

4 结语

这起35kV油浸式并联电抗器内部过热及放电故障,是由产品的铁芯、夹件接地系统设计问题,以及生产安装过程的工艺把控不到位引起的。针对此次故障,为方便设备运维、提高设备运行可靠性,本文提出以下建议:加强设备出厂监造质量把控。对于铁芯、夹件等易产生环流的部位,监造人员必须仔细审查相关图纸,并检查绝缘件的质量及配置是否到位;变压器类设备的铁芯及夹件应分别引出至油箱外部接地,以便设备运行中监测铁芯、夹件接地电流,以及在怀疑有多点接地时,测量铁芯、夹件对地绝缘电阻。