电抗器常见故障分析及处理方法探究

摘 要：电抗器在系统中使用量越来越多，而其在运行中常出现一些故障，也将对电网的安全、可靠供电造成影响，电抗器的健康运行水平对于地区电网的稳定运行具有十分重要的作用。文章主要针对运行中电抗器的常见故障，介绍了局部温度过高、沿面放电、串联电抗器引线接头烧毁、有分接电抗器烧毁、电抗器选择不当而烧毁、电抗器噪声过大而影响运行等问题及其处理方法。

关键词：电抗器；故障分析；处理方法

1 电抗器的作用

电力系统中所采取的电抗器常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流，也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的，可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压，超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能，主要包括：

（1）轻空载或轻负荷线路上的电容效应，以降低工频暂态过电压；（2）改善长输电线路上的电压分布；（3）使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡，防止无功功率不合理流动同时也减轻了线路上的功率损失；（4）在大机组与系统并列时降低高压母线上工频稳态电压，便于发电机同期并列；（5）防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象；（6）当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时，还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容，以加速潜供电流自动熄灭，便于采用。

2 电抗器的常见故障及处理方法

电抗器在系统中使用量越来越多，而其在运行中常出现一些故障，也将对电网的安全、可靠供电造成影响，以下介绍几种常见故障及处理方法。

2.1 局部温度过高

电抗器在运行时温度过高，加速聚酯薄膜老化，当引入线或横面环氧开裂处雨水渗入后加速老化，会丧失机械强度，造成匝间短路引起着火燃烧。

造成电抗器温升原因有：焊接质量问题，接线端子与绕组焊接处焊接电阻产生附加电阻而发热。另外由于温升的设计裕度很小，使设计值与国际规定的温升限值很接近。除设计制造原因外，电抗器在运行时，如果电抗器的气道被异物堵塞，造成散热不良，也会引起局部温度过高引起着火。

对于上述情况，应改善电抗器通风条件，降低电抗器运行环境温度，从而限制温升。同时定期对其停运维护，以清除表面积聚的污垢，保持气道畅通，并对外绝缘状态进行详细检查，发现问题及时处理。

2.2 沿面放电

电抗器除了生产质量要过关以外，运行时还受到许多外界因素的影响，在户外大气条件下运行一段时间后，闪电的阴雨天、表面污尘受潮、运行方式的调整都会导致表面泄漏电流正大，电压忽高忽低，非常不稳定，且会产生很高的能量。由于水分蒸发速度快慢不一，导致线路中可用电阻的变化，电流在该中断处形成局部电弧。如果没有经过及时处理，会引起电弧的尖端放电，为工业生产和人身安全埋下了隐患。甚至会造成短路中的线匝电流剧增，使得线匝绝缘损坏，为企业带来不必要的经济损失。

为了确保户外电抗器的正常运行，可以通过涂刷绝缘材料的方法抑制表面放电；线圈的两端预埋处理，保证端部表面电流的均匀性；为电抗器安装防雨帽，防止由于潮湿导致的电流泄漏。

2.3 串联电抗器引线接头烧毁

在电网中运行时，经常出现串联电抗器引线接头烧毁的现象。此种故障在实际运行中的设备上表现为外绝缘、各相出线端子与引出铜排连接处灼伤明显，某相负荷侧引线端子烧熔脱落，若电容器完好无损，对电抗器进行相关的试验，未发现异常，此时故障即为绕组与引线连接不良导致的，在运行中，由于振动使得绕组与引线连接松动，接触电阻偏大，导致电容器组合电抗器投入运行后端子连接处异常发热，造成接触电阻进一步变大，恶性循环后连接处温度急剧上升，高温致使端子烧损并拉弧引起相间短路，在实际运行中会威胁电网的安全稳定运行。

对于上述故障，应在设计电抗器中充分考虑避免绕组与引线连接处因接松动引线烧毁现象，采取措施防止出现接线松动的情况，如在设计时使用螺栓连接，进而有效防止螺栓转动而产生虚接，或用铜排与铜排连接，这些措施都可以防止出现接线松动的情况。

2.4 有分接电抗器烧毁

有分接电抗器是为了提高电抗器的工作效率，在绕组上抽出一个或两个分接头，且各接头处的电容量都不同。如果在安装时，电抗器引线接头接错，一些谐波、非正常频段波的介入，使电抗器档位与电抗器上的档位不匹配，引起线路中出现过电流，很容易影响电抗器的正常运行。

防止有分接电抗器烧毁故障，首先要在使用说明书和外形图中注明安装方法，其次现场安装人员一定要细心，避免安装错误和松动现象，确保有分接电抗器安装时各个引线接头的安装正确无误。

2.5 电抗器选择不当而烧毁

并联电容器用串联电抗器主要是为了降低电力电容器组在投切过程中的涌流倍数和抑制电网的高次谐波。如果电抗器参数选择不当，将使谐波放大，电抗器上的电流和电压增大，使铜导线过热，绕组上的绝缘层老化击穿，出现短路，并最终导致电抗器的烧毁。

在实际运行过程中，要注意严格按照变电站设计要求和电抗器的使用要求，选择参数合适的电抗器，防止因电抗器选择不当而造成电抗器烧毁故障，若在安装、调试或验收过程中，发现有参数不当的电抗器被安装进系统中，要立即进行更换，并进一步确认安装电抗器的参数是否符合要求。

2.6 电抗器噪声过大而影响运行

电器设备的噪声是不容忽视的技术指标，铁芯串联电抗器也不例外。噪声指标的高低标志着制造厂的设计能力和工艺水平，对于带有气隙的铁芯串联电抗器，每柱有若干个铁心饼，噪声指标就更显得重要了，所以有必要降低噪声，电抗器降低噪声主要有以下几种方法：

（1）硅钢片的材质是影响噪声的重要因素。可以从降低磁密来降低噪声，但要注意不要降低磁密太多，否则将大大增加制造成本。一般磁密控制在0.8～1.2T。还可以使用磁质伸缩小的优质硅钢片，降低产品的噪声。

（2）改进铁芯的加工工艺及铁芯组装工艺来降低产品的噪声。要求在铁芯加工时硅钢片要平整，减少硅钢片边缘毛刺。在铁芯组装时，冲片之间要压紧和把冲片用粘接胶或环氧胶黏结在一起，从而降低噪声。

（3）增加绕组的散热风道，即增大散热面积，从而取消电抗器的冷却装置，也就消除了冷却装置带来的噪声。

（4）准确选取电抗器的电抗值，在生产中使电抗器的电抗值偏差在标准要求范围内，也可降低电抗器运行中的噪声。

3 电抗器的日常维护方法和故障预防措施

3.1 电抗器表面漆每两年进行一次检查，如有表面漆剥落应及时补刷。

3.2 电抗器导电接触面应定期检查，以防螺栓松动。如发现接触不良时，需进行及时处理。由于电抗器本身运行过程中有震动，建议半年进行一次电抗器本体螺栓紧固。

3.3 检查电抗器水平、垂直绑扎带有无损伤。出现异常时应及时处理或通知制造厂修理。

3.4 检查线圈垂直通风道是否畅通，发现异物应及时清除。

3.5 每年雨季前和冰冻期以前，建议用户利用电站停电检修的机会，清扫电抗器表面及确保各个垂直散热气道畅通，以清除表面积聚的污垢。

3.6 产品长期贮存时，应放在干燥通风的室内或有顶棚的地方。

参考文献

[1]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（01）：59-62.

[2]朱晓伟. 串联空心电抗器故障分析[J].广西电力，2013（04）：66-67.

作者简介：张文娟（1976-），女，山东省莱芜人，莱芜供电公司，变电检修高级技师、助理工程师。