并联电抗器故障分析及改进措施

马晓娜 马小林

摘  要：并联电抗器多安装于户外，受施工环境、器械质量以及人为因素等因素影响，并联电抗器故障时常发生，因此严重影响着电力系统的安全。基于此本文分析了一起66kV并联电抗器异常放电情况，结合实际案例提出并联电抗器维修建议，给同类设备运维工作提供技术指导。

关键词：并联电抗器;放电;故障

中图分类号：TM472  文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2019）07-0000-00

1 概述

2018年02月14日00时40分32秒，某换流站66kV II母A、B段母线保护电压动作，66kV#15并联电抗器保护动作，66kV #6627断路器跳闸，66kV #15电抗器退出运行。

2 故障設备检查情况

2.1现场检查

2018年2月14日00时40分32秒790毫秒，66kV II母A段、B段WMH-800A/R1保护装置动作，30毫秒后返回;40分32秒760毫秒，PST-648U保护装置0ms启动，795ms过负荷告警，985ms过流II段动作，最大相电流0.758A，折算出故障电流为1516A，如图1所示。

#15电抗器B相本体第1包封有击穿现象，靠故障侧支柱绝缘子被熏黑，部分PRTV材料烧毁脱落，此绝缘子上面偏右位置的第十包封也存在黑迹，如图2所示。

2.2返厂解体检查

电抗器返厂后进行解体检查，第1-3包封绝缘电阻为零，第4-10包封绝缘电阻为无穷大，故障位置应为第1-3包封。从10层包封开始依次由外向内进行了解体，其中第10层包封表面光滑，无裂纹，下部存在被熏黑痕迹，如图3，图4所示。

3 故障原因

3.1 短路电流与事故关系

事故过程B相电流由额定（550A）上升到1516A。说明这是绝缘持续破坏的过程，由初期的单匝断路故障形成的短路环，由于互感的存在造成温度剧烈上升，引起相邻匝间绝缘失效并相继断路，相邻短路环并联成一个整体。故障初期，少量的匝间短路，并不能引起电抗器阻抗值的直观变化，这种微小的阻抗变化量不及母线电压的波动范围，并不能使过流电抗器的相电流增加到过流保护的整定值，只有故障绕组层短路20%以上时，阻抗才会发生较大幅度的变化。

3.2多处烧灼孔洞成因

第2层包封有一击穿点，距离电抗器顶部90cm，并且击穿点有一横穿的裂纹，内外侧通风条被烧断，其它层包封通风条无明显烧断痕迹，第2层包封击穿点面积明显大于第1层以及第3层包封击穿点。根据这一现象可判断先期故障发生在第2层包封。第1层包封击穿点距离顶部90cm，与第2层包封击穿点正好重合，由于第1层包封表面未发现裂纹，此击穿烧毁点形成是由于第2层包封线圈烧融产生高能热量导致。第3层包封存在两处击穿点，且击穿点均存在一条横穿裂纹。上侧击穿点距离电抗器顶部47cm，下侧击穿点距离电抗器顶部105cm，两处击穿点与第2层包封击穿点在相同的风道。第3层包封的击穿点可能是由于短路电流增大和第2层包封击穿点线圈烧毁产生的高能热量共同导致。

3.3裂纹成因

多个包封存在多处裂纹，该电抗器长期运行，机械强度降低，故障发生时温度高电动力大，造成了环氧玻璃纤维封层开裂。

故障初期第2包封绝缘层匝间短路的原因有两点：（1）存在微小裂纹，聚酯薄膜长期接触外部环境，绝艳老化丧失绝缘能力造成了匝间短路;（2）铝制导线内部有灰渣，长期运行发热使绝艳丧失，发生匝间短路，事故进一步扩大造成了多处裂纹和第1、3包封烧穿。

3.4支柱绝缘子发黑，涂料脱落

故障时烧蚀的导线铝屑及绝缘材料燃烧后形成的碳灰弥漫附近气道，使包封表面沿气道瞬间发生闪络，从而又形成了更多的碳灰及残渣，高温的残渣及碳灰顺气道喷溅到下部附近的绝缘子上，引起绝缘子故障侧表面PRTV烧蚀，并且有明显碳灰积累，如图11所示。

4建议

通过对以上并联电抗器的故障分析，现提出如下建议：（1）生产过程中应严格把控生产工艺，确保产品质量达到要求，加强导线等原材料的检验控制，同时考虑过流时电动力对机械强度的影响。（2）产品运行前加强电抗器通风通道的检查、清理及维护。每年一次清理通风气道内集聚的灰尘及污垢;（3）不直接接地的电抗器发生匝间故障时，过流保护灵敏度低，存在较大的保护死区，建议干式空心电抗器加装负序保护。

参考文献

[1]陈化钢.电力设备异常运行及事故处理[M].中国水利水电出版社，2008.

[2]牛林.电网设备状态检测技术培训教材[M].中国电力出版社，2013.

收稿日期：2019-08-22

作者简介：马晓娜（1987—），女，青海西宁人，本科，工程师，从事高电压技术专业研究。

Fault Analysis and Improvement Measures of Shunt Reactor

MA Xiaona，MA Xiaolin

（Maintenance Company of State Grid Qinghai Electric Power Company， Xining Qinghai  810000）

Abstract：Shunt reactors are mostly installed outdoors. Affected by construction environment， equipment quality and human factors， the failure of shunt reactors often occurs， which seriously affects the safety of the power system. Based on this， this paper analyzes the abnormal discharge of a 66kV shunt reactor， and puts forward suggestions for maintenance of shunt reactor in combination with actual cases， and provides technical guidance for the operation and maintenance of similar equipment.

Keywords： shunt reactor; discharge; fault b