淺談大型電力電抗器的現場干燥

周坤鵬

（中電華元核電工程技術有限公司，山東煙臺265100）

0 引言

隨著我國電力事業飛速發展，電力網覆蓋范圍越來越大，超、特高壓遠距離輸電線路廣泛使用，大型電抗器的使用越來越多，電抗器使用中出現故障的頻率也隨之增高。對各種不同故障應制定針對性的檢修施工方案，本文主要介紹大型電力電抗器由于某種原因絕緣受潮后的現場干燥處理。

1 電抗器基本狀況簡述

1.1 受潮情況

某公司500 kV單相并聯電抗器，在現場等待安裝的過程中，記錄人員每天例行檢查記錄時，發現電抗器本體頂部微正壓氣體壓力表被誤拆，同時壓力表底座被打開，造成充入的高純氮氣泄漏，鐵芯、繞組、夾件等暴露在空氣中。

1.2 電抗器參數

型號：BKD—50000/500；額定容量：50 000 kvar；額定電壓：550/；額定電流：157.5 A；溫升：油頂層55 K，繞組平均60 K。

2 電抗器受潮干燥處理的操作步驟

2.1 對設備進行檢查及試驗，判斷絕緣受潮情況，制定檢修方案

高壓試驗測得參數如表1所示。

表1 設備高壓試驗結果

表1表明電抗器內部已經受潮，需要進行干燥處理，決定聯合采用油箱鐵損真空干燥法、油箱底部加電加熱輔助法、配用抽真空裝置抽真空輔助法，對電抗器進行現場干燥處理。

2.2 油箱鐵損真空干燥法的理論計算與裝設

2.2.1 加熱設備的計算

感應法加熱干燥，即沿油箱外壁周圍纏繞一定匝數的渦流線圈，當線圈中通以適當的交流電后，所產生的磁通將通過油箱壁閉合，使油箱壁中產生渦流損耗而發熱，熱量從油箱壁傳到器身和絕緣中；油箱中發熱量的高低取決于纏繞在油箱壁上渦流線圈的密集程度、渦流線圈與油箱壁間的距離、通入渦流線圈中電流的大小和對油箱壁的保溫措施等。

感應法加熱用的渦流線圈匝數是利用經驗公式進行近似計算的，其計算過程如下：

（1）加熱電抗器時所需功率P（kW）：

式中，A為油箱散熱總面積（包括頂蓋、油箱壁和油箱底，m2）；t1為周圍空氣溫度（℃）；t2為干燥時油箱表面最高溫度（℃，一般取100℃）；K為系數，對于平面油箱，不保溫時K=12×10-3，保溫時K=5×10-3。

此電抗器是平面油箱，不加保溫，檢修時間在6月末，環境溫度在25～38℃之間，故溫度取33℃。油箱外形尺寸為：長3.3 m，寬2.25 m，高3.55 m。

（2）油箱單位面積上消耗功率ΔP：

式中，AO為油箱側面積（m2）；L為油箱周長（m）；h為油箱高（m）。

（3）渦流線圈匝數N：

式中，C為系數，根據ΔP值查表對應查出C=1.92；U為電壓（V）；L為油箱周長（m）。

（4）渦流線圈電流I：

用渦流線圈加熱其功率因數一般約為0.7。

（5）根據渦流線圈電流I，計算導線截面：

式中，δ為允許電流密度，一般取δ≤4 A/mm2。

當電流為164 A時，導線截面選50 mm2。

2.2.2 渦流線圈繞制及調整

沿油箱周圍樹立方木支柱，支柱擺放均勻，間距約為1000mm，這些木支柱用來固定纏繞的渦流線圈導線，同時保證渦流線圈的線匝間以及導線與油箱之間的距離。

2.3 油箱底部加電加熱輔助法的理論計算與裝設

為了提高油箱溫度，采用在油箱底部加電加熱器的輔助方法。電加熱總功率PO（kW）可按下式確定：式中，A為油箱底部面積（m2）；ΔP為油箱底部加熱單位功率消耗量（kW/m2）。

油箱周長L與ΔP間的關系如表2所示。

電抗器油箱周長L=11.1 m，所以ΔP取0.9 kW/m2。

表2 油箱周長L與ΔP間的關系

選用7臺1 kW加熱器，加熱器在油箱底部面積上的分布盡量均勻，油箱底部到其傳熱表面的距離不得小于100 mm。

2.4 配用抽真空裝置抽真空輔助法

為了提高干燥速度，采用抽真空裝置對電抗器本體抽真空。在利用渦流加熱法對器身完成預熱后，開啟動抽真空裝置，逐步提高油箱中的真空度；依據油箱中真空度逐步提高、水分沸點降低的特點，使器身絕緣中所含水分易于汽化，并被真空系統排到油箱外部。

2.5 幾種方法同時使用時電抗器現場干燥的實施

（1）渦流線圈接通電源前，再次檢查和調整渦流線圈的正確性，接通電源后測試其電流，并根據所測得油箱各處溫度狀況來調節渦流線圈疏密。應注意電流大小，若與計算值相差較多，則需對線圈匝數作調整；為調節溫度方便，在渦流線圈中設置4個中間抽頭。

（2）同時采用上述幾種干燥方法，連續進行168 h干燥，其間嚴密監測電抗器本體的真空度達到10 Pa左右并保持穩定。監測記錄各部位溫度，確保溫差不超過20℃，油箱壁最高不超過120℃，加強筋處不超過130℃；若過熱點與其他部位溫度相差很大，可用增大線匝到油箱間距離的方法來降低溫差。

3 電抗器現場干燥結束后高壓試驗及投運后跟蹤監督

干燥結束后，用高純氮氣沖入電抗器本體，破壞電抗器真空，然后進行電抗器高壓試驗，測試結果如表3所示，數值完全合格。

表3 測試結果

隨后對電抗器進行安裝，投入運行后持續跟蹤監測，電抗器運行狀況穩定，各項指標正常，表明電抗器干燥完全成功。

4 結語

這次現場干燥大型電抗器的成功，為進行大型電力變壓器、電抗器的現場干燥積累了寶貴的經驗，為以后大型電力變壓器、電抗器的現場干燥奠定了基礎。

[1]趙家禮，張慶達.變壓器故障診斷與修理[M].北京：機械工業出版社，1998.

[2]鐘洪璧，高占邦，王正官，等.電力變壓器檢修與試驗手冊[M].北京：中國電力出版社，2000.

[3]中國電力企業家協會供電分會.全國供用電工人技能培訓教材：變壓器檢修[M].北京：中國電力出版社，1999.