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干式空心电抗器故障分析及预防措施.pdf
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1、2024 年第 2 期总 第 270 期冶 金 动 力METALLURGICAL POWER干式空心电抗器故障分析及预防措施苏基潭(宝钢湛江钢铁有限公司,广东湛江 524000)【摘要】通过总结现场干式空心电抗器发生的短路放电、电树枝爬电、断股等故障情况,分析故障原因,并结合现场实际情况提出预防措施及日常运维工作的注意事项。【关键词】空心电抗器;匝间短路;电树枝【中图分类号】TM47 【文献标志码】B【文章编号】1006-6764(2024)02-0001-04 【开放科学(资源服务)标识码(OSID)】Failure Analysis and Preventive Measures of D
2、ry-Type Air-Core ReactorSU Jitan(Baosteel Zhanjiang Iron and Steel Co.,Ltd.,Zhanjiang,Guangdong 524000,China)【Abstract】By summarizing the short-circuit discharge,electrical tree creepage,broken strand and other fault situations of dry-type air-core reactor occurring in the field,the causes of the fa
3、ults are analyzed,preventive measures and precautions for daily operation and maintenance work are proposed in combination with the actual situation on the site.【Keywords】air-core reactor;interturn short circuit;electrical tree引言SVC(静止无功补偿装置)常应用于消除、抑制冲击负荷带来的电网谐波危害以及补偿电网功率因素、平衡电压等。干式空心电抗器作为SVC重要的组成设备
4、之一,在运行中,受设备制造工艺、绝缘和防水材料、运行工况、谐波量和电压波动等因素的影响,会出现设备绝缘材料劣化、电树枝放电等隐患故障,造成SVC退出,电网谐波无法消除,影响轧钢或者冶炼炉生产。1 干式空心电抗器基本结构和维护干式空心电抗器为单相结构,其结构比较简单,主要部位包括包封线圈、星形支架、绝缘支撑子等,电抗器结构图见图1,外观见图2。日常运行中,应重点检查接线端有无松动、过热,包封有无起皮、开裂、漏液、过热、积灰,电抗器风道有无杂物等。2 主要故障隐患干式空心电抗器属于无油结构,原则上为免维护设备。由于其工作环境大多在户外,长期日晒雨淋,且湛江地区紫外线较强,空气相对湿度常年达90%,
5、环境相对恶劣,设备老化加剧、爬电隐患增多。图1 电抗器结构图图2 电抗器外观供用电12024 年第 2 期总 第 270 期冶 金 动 力METALLURGICAL POWER现场常见故障隐患有线圈匝间短路、沿面电树枝爬电、导线断股、表面渗液等。2.1 匝间短路故障产品质量问题、设备长时间过负荷运行、外力破坏、绝缘老化等原因都可能造成电抗器匝间短路。因此,在电抗器正常运行过程中,如本体出现冒烟、着火、表面爬电、温度异常上升等情况,应及时将设备退出运行。2020年9月,某厂SVC电抗器发生匝间故障起火。经切割解体,电抗器次外层包封绕组匝间短路,烧损严重,绕组导线熔融,环氧树脂玻璃纤维碳化。部分绝
6、缘材料与导线间发现有气泡间隙,导线拉弧走斜线,约 0.5 m,现场设备烧损情况见图 3。分析原因为包封绕组绝缘层被划伤,长时间运行后,绝缘薄弱点放电击穿,发生匝间短路后引发起火。2.2 沿面电树枝爬电故障随着设备运行年限的增加,户外电抗器受高温高湿、强紫外线、粉尘等因素影响,表面防污闪涂层老化脱落,憎水性逐步下降。电抗器运行中受环境温度和自身发热影响发生热胀冷缩,导致绝缘材料表面出现龟裂等异常,潮气侵入后,易造成不平衡电场,引发电树枝爬电现象,长期发展则可能损伤主绝缘,继而发展为匝间短路1。2020年7月,某TCR(晶闸管控制电抗器)发现表面出现电树枝爬电现象,原因分析为该电抗器运行年限较长,
7、电抗器表面涂料逐渐劣化,憎水性能不足,受雨水侵蚀,逐步发展成为电树枝爬电现象(见图4)。随后对设备表面喷涂防污闪涂料,阻断受潮爬电发生的途径,设备运行可靠性得到提高。2.3 导线松动、断股故障电抗器绕组线圈并联导线的直流电阻值可认为相等,一旦直流电阻不平衡率偏差过大,则可计算出并联导线断股数。Nc=N(1-RgRa)式中:Nc导线断股数,根;N并联导线数量,根;Rg出厂时的直流电阻值,;Ra实际测量的直流电阻值,。并联的导线出现断芯或松动,将影响电流的分布。电 力 设 备 预 防 性 试 验 规 程(DL/T 596-2021)规定干式电抗器绕组直流电阻相间差值不宜大于三相平均值的2%。202
8、1年7月,某SVC 5次滤波电抗器预防性试验直流电阻误差率为3.42%,不满足标准要求的2%以内,且较上一次试验值出现较大上升,具体数据见表1。Nc=N(1-RgRa)=32(1-0.028 040.029 03)=1.09鉴于每根导线材料实际情况有偏差,且每根导图3 电抗器匝间短路烧损图图4 电树枝爬电表1 5次滤波电抗器直流电阻日期2016.8.112021.7.12测试位置ABCABC直流电阻/0.028 010.028 040.028 090.028 100.029 030.028 06误差率/%0.293.42注:5次滤波电抗器B相有32股导线绕组并联。22024 年第 2 期总 第
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