500kV线路并联高抗故障分析及检修策略研究

杨晓维 李国艮 皮天满

摘要：500kV线路并联高抗是接在高压输电线路上的大容量电感线圈，用来补偿高压输电线路的电容和吸收无功功率，防止电网轻负荷时因容性功率过多引起电压升高。线路并联高压电抗器特殊的运行工况决定了电抗器的高故障发生率，所以提高高抗现场检修能力将有助于设备的安全运行，同时减少因高抗事故导致的设备非计划停运次数。

关键词：高压电抗器；线路并联；500kV；现场检修

中图分类号：TM742文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）24-0144-021概述

本文将根据我局所管辖的500kV变电站某线路并联高压电抗器的故障特征、历史运行情况进行分析，并通过现场吊罩检查处理，来彻底解决故障排除隐患。

该台高抗自2005年投运以来一直担负着云电外送的艰巨任务，无过负荷运行情况，但是长期重负荷运行，未发生重大、紧急缺陷，未进行过大修、滤油工作，未出现过漏油等影响设备运行的缺陷，预防性试验及油化试验严格参照相关标准执行。多年来的离线色谱分析数据表明，该台高抗A相自2009年3月开始出现特征气体乙炔，在2013年乙炔含量超过注意值（1μL/L）200%以上，并呈逐年缓慢增长趋势，总烃含量在部分月份略微超过注意值（150μL/L），且氢气含量超过注意值600%左右，部分数据可见表1，与此同时，A相在运行过程中震动及噪音明显高于其他相。

表1A相高抗离线色谱特征气体记录（μL/L）

时间

（2013） 甲烷CH4 乙烷C2H6 乙烯C2H4 乙炔C2H2 总烃

7月 90.10 18.49 18.69 2.19 129.47

8月 94.58 26.01 23.25 2.31 146.15

9月 95.71 23.9 22.3 2.37 144.28

10月 106.73 32.15 27.23 2.85 166.11

11月 101.59 23.42 19.14 1.77 144.92

12月 117.74 30.79 29.34 2.62 180.49

2分析策略及检修措施

2.1分析策略

该台高抗多维度分析结果表明，历年预防性试验、铁芯对地电流、夹件对地电流、绕温、油温、储油柜油位等多项指标均在合格范围之内，无任何其他异常情况出现。

根据色谱分析中主要气体为H2、CH4、CO及CO2，可以初步判定在高抗内部可能出现油纸过热及油质绝缘中局部低能放电故障；运行中振动噪音大可能是因为在长期的运行过程中内部存在螺栓松动或者铁芯大饼不紧密导致；氢气含量大大超过注意值可能是由于不锈钢波纹管式储油柜导致而成。

根据以上分析，这些缺陷进一步发展将可能导致高抗突发性故障发生，为防止缺陷进一步恶化，有必要进行高抗大修，消除缺陷，防止发生突发性故障。

2.2检修措施

为了彻底消除设备缺陷，排除电力隐患，同时避免返厂检修造成的时间及成本的浪费，故决定对该台高抗实施现场吊罩检查，并对检查发现的问题进行处理，主要内容包括：大修前试验（含油化）、高抗本体滤油、将波纹管式储油柜更换为胶囊式、吊罩检查并处理发电点、大修后试验（含油化）。

3吊罩检查发现的问题及处理措施

在吊罩检查之前，进行了油化试验以及电气预防性试验，油化试验结果均与之前相似，无明显增长情况出现，电气预防性试验中铁芯对夹件绝缘电阻值不合格，具体值见表2。在吊罩检查的过程中发现的具体问题及处理措施如下所示：

3.1严重放电点

下铁轭与下夹件之间有五块绝缘板局部已经碳化发黑。处理措施：对这五块绝缘板碳化发黑出用水砂纸充分打磨；并添加两块0.5mm的环氧酚醛绝缘纸，以增加绝缘水平。

3.2一般放电点

中性点套管绕组引出线皱纹纸发黑碳化。处理措施：现场将外部发黑碳化皱纹纸剥开，发现内部皱纹纸并无碳化现象，去掉外部发黑碳化部分之后，重新包裹多层经过烘烤干燥过的皱纹纸。

图1严重放电点

3.3一般放电点

夹件引出线及螺栓与上压板的连接处油漆未完全剥落，导致虚接现象，内部有发黑痕迹。处理措施：对螺栓与上压板连接处油漆进行打磨处理，防止虚接现象

出现。

3.4其他问题

内部多处螺栓、油箱底部磁屏蔽板及铁芯大饼松动。处理措施：在对高抗内部松动螺栓进行紧固之后，利用液压装置（90t）将铁芯大饼进行反复压紧，使旁轭与上铁轭的缝隙均为5mm，符合制造厂工艺要求（小于10mm），其目的是增加铁轭与线饼间的绝缘厚度，使两者接触牢固。

4现场处理效果及原因分析

4.1处理效果

经过对各个放电点进行了处理之后，铁芯对夹件绝缘电阻及色谱分析数据如下：

表2大修前后绝缘电阻值比较

2011年预试值 2014年吊罩检查前 2014年吊罩检查后

4.52GΩ 470kΩ 5.62GΩ

表3大修后离线色谱分析烃类气体记录（μL/L）

时间

（2014） 甲烷CH4 乙烷C2H6 乙烯C2H4 乙炔C2H2 总烃

4月11日 2.47 1.03 0.76 0.23 4.49

4月14日 4.44 1.05 1.69 0.30 7.48

4月23日 3.99 1.46 0.88 0.36 6.69

表4更换储油柜前后离线色谱分析H2含量（μL/L）

时间 离线油色谱分析中H2含量

2014年2月 843.6

2014年3月 749.5

2014年4月（大修前） 867.8

2014年5月（大修后一个月） 9.62

从上述结果分析可知：大修后绝缘电阻值在经过吊罩检查并处理之后满足规范要求，且远远超过大修前；经过对高抗本体进行吊罩检查并处理之后，乙炔含量在投运后基本稳定在0.30μL/L上下浮动，考虑到大修过程中不可能排除掉电抗器内部残留的所有乙炔，同时持续跟踪表明无明显增长现象，故这些乙炔不会影响电抗器的正常运行；储油柜更换为胶囊式储油柜之后，对氢气的产生起到了极好的抑制作用，远远低于注意值150μL/L，说明更换储油柜效果明显；对内部螺栓进行紧固，同时对铁芯大饼进行压紧之后，该台高抗震动噪音明显低于大修前，且远远小于其他相，说明本次吊罩检查处理成果显著。

4.2原因分析

产生乙炔气体以及铁芯对夹件绝缘电阻不合格的主要原因为：该台高抗在出厂前或现场安装期间混入杂质，杂质在下铁轭与夹件之间搭接形成桥流，长久的高负荷运行之后导致该部位绝缘薄弱，并出现放电现象，同时残留的杂质会附着于套管引出线的皱纹纸上，导致悬浮电位放电。

运行过程中震动噪音大的主要原因：高抗铁芯大饼松动、油箱底部磁屏蔽板松动以及部分螺栓松动导致。

氢气含量超过注意值的原因：不锈钢波纹管式储油柜中的镍是一种脱氢催化剂，在长期的电场和镍的催化作用下，脱氢反应速度大大加强，产生大量的氢气。

5结语

500kV线路并联高抗经过长期的满负荷运行之后，会出现各种类型故障，单从某一项试验数据往往无法彻底判别故障发生点，这个时候就需要综合各种异常现象进行分析并查找问题，从而在吊罩检查过程中有针对性的进行检查。在复杂的变压器或电抗器大修过程中，必须严格执行相关检修工艺标准进行，防止因不严格执行规范标准或工艺要求导致的设备隐患出现。

参考文献

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社，2005．

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业出版社，2008．

[4] 操敦奎．变压器运行维护与故障分析处理[M]．北

京：中国电力出版社，2008．

作者简介：杨晓维（1987—），男，湖北荆州人，南方电网超高压输电公司曲靖局助理工程师，研究方向：一次检修、高压试验；李国艮（1983—），男，湖北孝感人，南方电网超高压输电公司曲靖局助理工程师，研究方向：继电保护；皮天满（1986—），男，贵州遵义人，南方电网超高压输电公司曲靖局助理工程师，研究方向：一次检修、高压试验。