500kV電抗器乙炔超標原因探討

劉宇鵬

摘要：隨著科技發展的進步，對電網的穩定性也越來越重要。電抗器作為保持電網穩定運行的重要組成部分，正在面臨著一系列的問題。在500kv電抗器的電抗器發現乙炔，并經過一段時間的跟蹤和監測，乙炔含量增長趨勢明顯，乙炔的總含量超過了國際上規定的標準。通過發現存在的問題，分析了造成這個問題的主要原因是由于在電抗器芯的連接線斷開，斷開部分發生高電位差，產生電弧，從而使得乙炔和總烴增加。本文主要對電抗器進行相應介紹，產生過量乙炔的原因展開進一步分析，并提出了相應的措施。

關鍵詞：500kV電抗器；乙炔超標；分析；處理

一、500kV電力系統中電抗器的介紹

在500kV電力系統中，電抗器是維持電網系統安全穩定運行的重要組成部分。在工作上，電抗器一般采用高壓并聯的方式。電抗器對提高電力系統中多個方面起著重要的作用，如，電壓頻率分布，抑制過電壓，補償無功功率。由于500kV電抗器內部結構固有的特點，如果在生產過程中相關技術環節的不當控制，導致設備安裝基座故障，和設備長期過載運行泄漏，這都是不可避免的。因為泄漏流入燃料箱或其他部件，將導致電抗器在運行過程中引起更大的晃動，使得內部組件連接松動，產生局部過熱，能量排放低和其他故障等。因此，在500kV電抗器運行期間，為了判斷其運行狀況是否良好，采用各種檢測方法來檢測其電氣部件是非常重要的[1]。

500kV并聯電抗器是超高壓長距離傳輸系統的重要設備，對整個電網系統的安全穩定運行起著重要作用。自設備運行以來，發生了許多事故，故障率遠高于相同電壓等級的變壓器的故障率。而采用電抗器分析技術是一種診斷電力設備內部缺陷的技術，具有及時，準確的診斷功能。對此，本文主要分析介紹了500kv電抗器乙炔和總烴的泄露數據超過了國際標準，隨后展開相應的分析。

二、500kV電抗器乙炔問題分析

（一）500kV電抗器的主要信息

500kV電抗器的裝配信息如下：額定電流為165A，額定電壓為500kV，額定容量為50000Kvar，采取高壓并聯連接方式，絕緣介質浸入油中，冷卻方式為自然冷卻，無壓力控制方式，鐵芯滲透性好。在500kV電抗器油化試驗中發現乙炔、總烴均超標，乙炔油中溶解氣體絕對速率升高。通過查詢推薦的改良比值法求得故障編碼，然后經查表可知故障類型為電弧放電[2]。

（二）500kV電抗器的排油檢查

進行500kV電抗器的排油檢查的過程中，主要的檢查方案分為四步。首先，將油排出后，檢查電抗器反應器內部；其次，檢查電抗器裝置的核心部分，確認沒有異物或異常部分。接下來，當檢查正面時，將低壓側芯夾的末端修復的等電位連接線和磁屏蔽連接部分從導線固定部分去除，未發現放電跡線，并且檢查高壓側鐵芯夾具和磁屏蔽連接處的連接狀態。最后，檢查兩個斷開點所存在的位置，在測試機身底部有一個階梯螺釘，檢查放電痕跡，之后螺釘重新安裝。通過比較檢查，發現高壓，低壓側鐵夾和磁屏蔽等電位連接電纜的連接均相同，兩者都在一側，而對面沒有連接線。高壓側磁屏蔽兩側的每個夾具均連接有一根等電位連接線。在將鐵芯和地線從夾鉗上解耦后，鐵芯對夾鉗和地面具有良好的絕緣電阻，夾子在地面上的絕緣電阻為零，磁屏蔽夾兩根地線斷開后，端子間絕緣性能良好，端子兩側絕緣也為零，兩端短路用螺栓短接，其他反應器中的連接器良好，沒有發現反應器繞組的隔離，并且在核心中未發現異常。因此檢查完畢，在電抗器箱的底部，沒有發現具有放電痕跡的外來物質。

（三）500kV電抗器的故障分析

500kV電抗器的故障分析，由于電抗器在結構設計上存在以下問題：電抗器沒有穿過鐵芯框架的貫穿螺釘，起不到固定整體結構的作用，設計不采用緩沖措施，隨著時間的增加，導致電抗器在運行期間的過度振動，而隨著時間的推移，會導致電抗器的振動非常嚴重。由于電抗器的核心有一個空氣間隙，空氣間隙在鐵支架，將會導致電抗器的噪音和振動頻率增加[3]。

在這種高壓并聯方式的電抗器中，為了防止鐵芯被吸收，及保持電壓不變的恒定電抗值，所以鐵芯的磁芯被設計成具有間隙結構，因此大部分漏磁能夠進入燃料箱或其他部件。這種設計和制造導致電抗器嚴重振動，在進入內部檢查后，發現電氣保護涂層接點上的螺栓被松動。一方面，進行長期作業，在振動劇烈期間，螺栓松動和空氣阻力變化，比較容易造成乙炔大量排放。另一方面，由于高壓側鐵芯夾具與磁屏蔽保持連接狀態，強烈的連續振動會將兩者斷開，斷開時分離部分產生高電位差形成電弧，導致乙炔含量增加。

三、500kV電抗器的故障處理方案

電抗器的故障處理方案，一方面，結合高壓并聯電抗器的工作條件，在電抗器的電屏蔽接地螺栓上加裝松動盤簧，以有效防止螺栓松動；另一方面，將彈簧添加到螺栓后，完成擰緊，并用萬用表測量接地。擰緊電屏蔽接地螺栓以增加彈簧彈力，重新布置主體內部并確認沒有異常，然后抽空高壓電抗器并將壓力保持在一定的范圍內。由于溶解在高壓反應器油中的乙炔含量過量，必須使用油過濾器來對真空過濾器油進行脫氣處理。將機油濾清器出口溫度保持在五十度，并將油箱內部保持在四十度，維持循環狀態24小時后，取油樣，根據色譜圖，介電損失，耐壓性等進行綜合分析處理，最終數據要符合國際規定的要求[4]。

除以上方案，電抗器的故障處理方法還包括下面三點，第一點，加強鐵芯的強度和油箱的強度，加強油箱與車身的連接，實現兩者之間的連接，減少振動，改善拒收和減振的措施。第二點，提高內部附件之間的結合強度，并采取措施防止松動，防止部件間的不均勻排放；第三點，安裝在線色譜監測設備，以改善運行狀態的實時監測的高壓電抗器。

總結：

高壓電抗器的故障是由于高壓電抗器運行時的長期高振動，導致螺栓在內部部件的連接點處松動，接觸電阻的增加導致部件之間的不均勻放電，從而使得乙炔的含量超標。所以，對油樣的化學測試以及電氣測試進行系統和科學的分析是非常重要的。同時，為了應對這些問題，需要對500kV高壓電抗器的制造，安裝和維護等過程進行綜合性分析。通過對500kV電抗器乙炔的含量原因分析，所采用的分析方法及處理方法等更深入的了解，并為高壓電抗器的制造，安裝和維護提供更科學，合理的建議。

參考文獻：

[1]何小劍.一起500kV高壓并聯電抗器乙炔含量超標事件的原因分析及處理[J].機電信息，2016（15）：7-8.

[2]王磊，于在明，李學斌.500kV電抗器乙炔超標原因分析[J].東北電力技術，2014，35（01）：20-22.

[3]劉艷蘋.500kV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.

[4]DL/T722—2000，變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則[S].