500kV線路并聯高抗故障分析及檢修策略研究

楊曉維 李國艮 皮天滿

摘要：500kV線路并聯高抗是接在高壓輸電線路上的大容量電感線圈，用來補償高壓輸電線路的電容和吸收無功功率，防止電網輕負荷時因容性功率過多引起電壓升高。線路并聯高壓電抗器特殊的運行工況決定了電抗器的高故障發生率，所以提高高抗現場檢修能力將有助于設備的安全運行，同時減少因高抗事故導致的設備非計劃停運次數。

關鍵詞：高壓電抗器；線路并聯；500kV；現場檢修

中圖分類號：TM742文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）24-0144-021概述

本文將根據我局所管轄的500kV變電站某線路并聯高壓電抗器的故障特征、歷史運行情況進行分析，并通過現場吊罩檢查處理，來徹底解決故障排除隱患。

該臺高抗自2005年投運以來一直擔負著云電外送的艱巨任務，無過負荷運行情況，但是長期重負荷運行，未發生重大、緊急缺陷，未進行過大修、濾油工作，未出現過漏油等影響設備運行的缺陷，預防性試驗及油化試驗嚴格參照相關標準執行。多年來的離線色譜分析數據表明，該臺高抗A相自2009年3月開始出現特征氣體乙炔，在2013年乙炔含量超過注意值（1μL/L）200%以上，并呈逐年緩慢增長趨勢，總烴含量在部分月份略微超過注意值（150μL/L），且氫氣含量超過注意值600%左右，部分數據可見表1，與此同時，A相在運行過程中震動及噪音明顯高于其他相。

表1A相高抗離線色譜特征氣體記錄（μL/L）

時間

（2013） 甲烷CH4 乙烷C2H6 乙烯C2H4 乙炔C2H2 總烴

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分析策略及檢修措施

2.1分析策略

該臺高抗多維度分析結果表明，歷年預防性試驗、鐵芯對地電流、夾件對地電流、繞溫、油溫、儲油柜油位等多項指標均在合格范圍之內，無任何其他異常情況出現。

根據色譜分析中主要氣體為H2、CH4、CO及CO2，可以初步判定在高抗內部可能出現油紙過熱及油質絕緣中局部低能放電故障；運行中振動噪音大可能是因為在長期的運行過程中內部存在螺栓松動或者鐵芯大餅不緊密導致；氫氣含量大大超過注意值可能是由于不銹鋼波紋管式儲油柜導致而成。

根據以上分析，這些缺陷進一步發展將可能導致高抗突發性故障發生，為防止缺陷進一步惡化，有必要進行高抗大修，消除缺陷，防止發生突發性故障。

2.2檢修措施

為了徹底消除設備缺陷，排除電力隱患，同時避免返廠檢修造成的時間及成本的浪費，故決定對該臺高抗實施現場吊罩檢查，并對檢查發現的問題進行處理，主要內容包括：大修前試驗（含油化）、高抗本體濾油、將波紋管式儲油柜更換為膠囊式、吊罩檢查并處理發電點、大修后試驗（含油化）。

3吊罩檢查發現的問題及處理措施

在吊罩檢查之前，進行了油化試驗以及電氣預防性試驗，油化試驗結果均與之前相似，無明顯增長情況出現，電氣預防性試驗中鐵芯對夾件絕緣電阻值不合格，具體值見表2。在吊罩檢查的過程中發現的具體問題及處理措施如下所示：

3.1嚴重放電點

下鐵軛與下夾件之間有五塊絕緣板局部已經碳化發黑。處理措施：對這五塊絕緣板碳化發黑出用水砂紙充分打磨；并添加兩塊0.5mm的環氧酚醛絕緣紙，以增加絕緣水平。

3.2一般放電點

中性點套管繞組引出線皺紋紙發黑碳化。處理措施：現場將外部發黑碳化皺紋紙剝開，發現內部皺紋紙并無碳化現象，去掉外部發黑碳化部分之后，重新包裹多層經過烘烤干燥過的皺紋紙。

圖1嚴重放電點

3.3一般放電點

夾件引出線及螺栓與上壓板的連接處油漆未完全剝落，導致虛接現象，內部有發黑痕跡。處理措施：對螺栓與上壓板連接處油漆進行打磨處理，防止虛接現象

出現。

3.4其他問題

內部多處螺栓、油箱底部磁屏蔽板及鐵芯大餅松動。處理措施：在對高抗內部松動螺栓進行緊固之后，利用液壓裝置（90t）將鐵芯大餅進行反復壓緊，使旁軛與上鐵軛的縫隙均為5mm，符合制造廠工藝要求（小于10mm），其目的是增加鐵軛與線餅間的絕緣厚度，使兩者接觸牢固。

4現場處理效果及原因分析

4.1處理效果

經過對各個放電點進行了處理之后，鐵芯對夾件絕緣電阻及色譜分析數據如下：

表2大修前后絕緣電阻值比較

2011年預試值 2014年吊罩檢查前 2014年吊罩檢查后

4.52GΩ 470kΩ 5.62GΩ

表3大修后離線色譜分析烴類氣體記錄（μL/L）

時間

（2014） 甲烷CH4 乙烷C2H6 乙烯C2H4 乙炔C2H2 總烴

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更換儲油柜前后離線色譜分析H2含量（μL/L）

時間 離線油色譜分析中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（大修后一個月） 9.62

從上述結果分析可知：大修后絕緣電阻值在經過吊罩檢查并處理之后滿足規范要求，且遠遠超過大修前；經過對高抗本體進行吊罩檢查并處理之后，乙炔含量在投運后基本穩定在0.30μL/L上下浮動，考慮到大修過程中不可能排除掉電抗器內部殘留的所有乙炔，同時持續跟蹤表明無明顯增長現象，故這些乙炔不會影響電抗器的正常運行；儲油柜更換為膠囊式儲油柜之后，對氫氣的產生起到了極好的抑制作用，遠遠低于注意值150μL/L，說明更換儲油柜效果明顯；對內部螺栓進行緊固，同時對鐵芯大餅進行壓緊之后，該臺高抗震動噪音明顯低于大修前，且遠遠小于其他相，說明本次吊罩檢查處理成果顯著。

4.2原因分析

產生乙炔氣體以及鐵芯對夾件絕緣電阻不合格的主要原因為：該臺高抗在出廠前或現場安裝期間混入雜質，雜質在下鐵軛與夾件之間搭接形成橋流，長久的高負荷運行之后導致該部位絕緣薄弱，并出現放電現象，同時殘留的雜質會附著于套管引出線的皺紋紙上，導致懸浮電位放電。

運行過程中震動噪音大的主要原因：高抗鐵芯大餅松動、油箱底部磁屏蔽板松動以及部分螺栓松動導致。

氫氣含量超過注意值的原因：不銹鋼波紋管式儲油柜中的鎳是一種脫氫催化劑，在長期的電場和鎳的催化作用下，脫氫反應速度大大加強，產生大量的氫氣。

5結語

500kV線路并聯高抗經過長期的滿負荷運行之后，會出現各種類型故障，單從某一項試驗數據往往無法徹底判別故障發生點，這個時候就需要綜合各種異常現象進行分析并查找問題，從而在吊罩檢查過程中有針對性的進行檢查。在復雜的變壓器或電抗器大修過程中，必須嚴格執行相關檢修工藝標準進行，防止因不嚴格執行規范標準或工藝要求導致的設備隱患出現。

參考文獻

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作者簡介：楊曉維（1987—），男，湖北荊州人，南方電網超高壓輸電公司曲靖局助理工程師，研究方向：一次檢修、高壓試驗；李國艮（1983—），男，湖北孝感人，南方電網超高壓輸電公司曲靖局助理工程師，研究方向：繼電保護；皮天滿（1986—），男，貴州遵義人，南方電網超高壓輸電公司曲靖局助理工程師，研究方向：一次檢修、高壓試驗。