500 kV電抗器乙炔超標原因分析

王 磊，于在明，李學斌

(國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

500 kV電抗器乙炔超標原因分析

王 磊，于在明，李學斌

(國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

1臺500 kV電抗器在油化試驗中發現乙炔、乙烯及總烴均超標，經過多次跟蹤監視，發現增長趨勢明顯。經過對電抗器排油檢查和深入分析，確定超標原因是電抗器鐵心上軛夾件連接線斷開，斷開部位產生較高的電位差形成拉弧，使乙炔、總烴升高。

500 kV電抗器;乙炔超標;鐵心上軛夾件連接線

500 kV并聯電抗器是超高壓、長距離輸電系統中的關鍵設備，對整個系統的安全穩定運行起關鍵性的作用。該設備安裝投運以來，已發生多起事故，且故障率遠遠高于相同電壓等級的變壓器和互感器［1-2］。油色譜分析技術是診斷充油電力設備內部故障的技術，具有診斷及時、準確的特點［3-5］。跟蹤1臺500 kV電抗器在油化試驗中發現乙炔、總烴數據超標，通過分析找出問題所在。

1 電抗器概況

500 kV電抗器型號為XMZ46，額定電流為165 A，額定電壓為 500/kV，額定容量為50 000 kvar，接入方式為并聯，安裝方式為一字型，絕緣介質為油浸，冷卻方式為自然冷卻，無調壓方式，鐵心磁導，1986年出廠。該產品在2011年3月26日至4月7日進行了大修，更換了散熱器的膠圈、瓦斯繼電器、壓力釋放閥、溫度表、分線箱，并進行了油處理，4月22日投入系統運行。4月24日，因內部缺陷停運。4月24日至5月2日進行了內部檢查、消缺。5月4日10時投運。

2 故障情況

2011年5月5日電抗器油化試驗發現乙炔、總烴均超標，乙炔達到 3.32 μL/L，總烴 78.81 μL/L。經過3天多次跟蹤監視，發現乙炔、總烴分別增長到 3.97 μL/L 與 324.14 μL/L，具體數據如表1所示。

表1 電抗器氣體組分隨時間變化值 μL/L

5月6日至5月7日乙炔油中溶解氣體絕對產氣速率如下:

式中a絕對產氣速率

C1——第1次取樣測得乙炔氣體濃度，μL/L;

C2——第2次取樣測得某氣體濃度，μL/L;

Δt——2次取樣時間間隔實際運行時間，d;

M——設備總油重，kg;

P——油密度，kg/m3。

根據《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》(DL/T 722—2000)推薦的改良三比值法求得故障編碼為102，查表可知故障類型為電弧放電［6］。因此，5月7日請示網調設備停電，5月8日進行排油內部檢查。

3 排油檢查

5月9日8:00電抗器C相開始排油，10:30排油結束，進入電抗器內部進行檢查。首先對鐵心和器身上部進行檢查，未發現異物和異常部位。檢查側面時發現低壓側鐵心夾件與磁屏蔽連接部位上次修復的等電位連線從束線緊固處脫開，未發現放電痕跡 (如圖1所示)，高壓側鐵心夾件與磁屏蔽連接部位的等電位連線燒毀。2個斷開的連線在一側，另一側沒有連線 (如圖2所示)。檢查器身低壓側下部發現1個墊腳螺絲脫落，未發現放電痕跡，將螺栓重新進行了安裝 (如圖3所示)。

圖1 低壓側鐵心夾件與磁屏蔽連接部位的等電位連線脫開

圖2 高壓側鐵心夾件與磁屏蔽連接部位的等電位連線燒毀

圖3 低壓側下部墊腳螺絲脫落

斷開鐵心接地與夾件接地引線后，用2 500 V兆歐表測試，鐵心對夾件、對地絕緣電阻良好;夾件對地絕緣電阻為0，夾件多點接地;磁屏蔽夾件2根接地線斷開后，夾件之間絕緣良好，磁屏蔽因2點接地形成環流;兩側夾件絕緣為0，兩側夾件通過螺栓進行短路連接。電抗器內部其他各連接片連接情況良好、電抗器繞組絕緣及鐵心未發現異常、電抗器箱底未發現有放電痕跡的異物。

5月10日對電抗器B相進行排油，將油位排到鐵心下方，進行接線對比。通過對比檢查，發現高壓、低壓側鐵心夾件與磁屏蔽等電位連接線連接情況與C相相同，均在一側，對側沒有連接線。又對C相下部進行了檢查，高壓側磁屏蔽兩側夾件各有1根等電位連接線連接。

4 原因分析

XMZ46型電抗器在結構設計上存在以下問題［7］:電抗器主心柱沒有穿心螺桿，螺桿橫向穿過鐵心框架來固定其整體結構 (如圖4、圖5所示);設計未采用緩沖措施，導致電抗器運行時振動過大，其振幅隨時間推移越來越大，該設備已運行近30年，振動程度非常嚴重;電抗器鐵心有氣隙，間隙在鐵軛與心柱之間，導致電抗器噪音及振動加大，運行中參數易偏移。因此，振動是導致低壓側鐵心夾件與磁屏蔽連接部位的等電位連線從束線緊固處脫開與低壓側下部墊腳螺絲脫落的主要原因。

由于高壓側鐵心夾件與磁屏蔽連接部位等電位連線較細，強烈持續振動導致其斷開，在斷開時將在斷開部位產生較高的電位差形成拉弧，產生乙炔，導致總烴升高。

［1］ 田建華，劉小彩.500 kV并聯電抗器內部故障特點及檢測分析［J］.東北電力技術，1998，19(10):30-32.

［2］ 王延峰，王洪生，黃東升.500 kV并聯電抗器設備狀況分析［J］.東北電力技術，2006，26(11):15-19.

［3］ 吳 誤.一組500 kV并聯電抗器油中氫組分異常原因分析［J］.東北電力技術，2010，31(8):27-28.

［4］ 魏東亮，肖魁歐.藺河500 kV變電站藺廉線電抗器油色譜異常原因分析及故障處理 ［J］.河北電力技術，2003，22(4):38-40.

［5］ 劉艷蘋.500 kV豐泉站永豐Ⅰ線電抗器B相內部故障的色譜分析與判斷［J］.內蒙古石油化工，2011，21(15):71-72.

［6］ DL/T 722—2000，變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則［S］.

［7］ 何劍峰，賀 峰.XMZ46型500 kV電抗器故障的處理與分析 ［J］.變壓器，2005，42(4):43-44.

Analysis and Diagnosis of Exceeded Acetylene Content in 500 kV Reactor

WANG Lei，YU Zai-ming，LI Xue-bin
(Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，LTD.，Shenyang，Liaoning 110006，China)

Exceeded amount of acetylene，ethylene，total hydrocarbon are found in 500 kV reactor oil test，the increasing trend has been detected in afterward tracking and monitoring.With deep analysis and test，the reason is due to the disconnection of connecting line of core clamps，and the disconnected parts generated high potential difference which leads to the increase of acetylene and total hydrocarbons.

500 kV reactor;Exceeded acetylene;Connecting line of core clamps

TM407;TM47

A

1004-7913(2014)01-0020-03

王 磊 (1982—)，男，博士，工程師，從事變壓器高壓試驗與生產管理系統高級應用研究。

2013-10-18)