王鸿祯
国网山西省电力公司吕梁供电公司，山西 吕梁033000
摘要：变电站高压电气设备是500kV电网的重要组成部分。高压并联电抗器(简称高抗)，作为电网重要的无功补偿设备，在输电线路的电容效应补偿、电网无功分布改善、运行电压调节等方面发挥着积极作用，对500kV电网的安全稳定运行有着重要意义。高抗性能和状态是变电运检工作关注的重点，对高抗当前状态的精准评估以及故障的正确诊断是变电运检工作的一项重点工作。
关键词：油浸式;电抗器;故障调查;防范措施;
引言
采用电抗器可以吸收系统中的无功功率，在调节系统电压方面发挥着重要的作用。电抗器包括油浸式和干式空心等两类，其中油浸式电抗器的运行稳定性更高，并且通过对油浸式电抗器的振动、压力等进行监测，可以掌握油浸式电抗器的运行状态信息，比干式空心电抗器更容易实现监控，在实际应用中具有较为明显的优势。
1故障调查
1.1铁心检查
对铁心进行检查，远离散热器侧的旁轭其上部分大面积泛蓝，靠近散热器侧未见明显泛蓝；两个旁轭靠近绕组侧上部分也存在局部小面积泛蓝区域，且远离散热器侧的旁轭情况相对严重。在远离散热器侧旁轭泛蓝区域，用白纸擦拭，存在少量黑色粉屑。检查旁轭泛蓝区域硅钢片正反面，未见异常。检查上铁轭，发现局部带状变色痕迹。检查上部、下部集磁板，发现上部集磁板变色严重；下部集磁板也存在局部变色，变色区域为垫块两侧，由靠近心柱位置向外侧逐渐变浅。绝缘纸板未见异常。
1.2样品检测分析
对返厂设备进行样品检测分析。其中：旁轭硅钢片截面粉屑、上下夹件等电位连接线表面成分、导线包绕绝缘纸样品中均未检测到硫元素；导线表面成份、上部集磁板、接地围屏连接线、上部集磁板内部铝片与垫块接触侧表面均检测到不同程度的硫元素。从绕组导线、接地围屏连接线表面检测结果来看：导线、连接线已遭受硫腐蚀；遭受腐蚀的严重程度与高抗内部温度分布、油流情况存在一定的关系。设备返厂解体检查结果表现为：绕组导线明显变色，硅钢片局部泛蓝，集磁板变色，夹件上部连接线、夹件等电位线、旁轭接地屏引线变色，垫块存在斜条状黑色痕迹等现象。另，导线表面、上集磁板、接地围屏连接线等部位存在硫元素。通过上述检查结果初步推测本次高抗总烃异常原因或与铁心硅钢片间短路以及样品中检测到的硫元素有关。
1.3穿芯螺杆造成环流铁心接地系统，厂家在拆除穿心螺杆与上夹件连接的螺母后，发现三根穿心螺杆与上夹件间存在多点连接的情况，同时发现上夹件存在局部发热现象.
2原因分析
对该高抗进行解体检查，发现硅钢片局部泛蓝、绕组导线、等电位线变色、绝缘垫块表面存在黑色痕迹等现象。该高抗自投运以来，总烃上升速度较快，一氧化碳和二氧化碳上升速率未见异常，且经过厂内诊断试验及拆解检查未发现放电痕迹，说明目前固体绝缘状态尚可。使用万用表测试铁心硅钢片之间导通情况，在上铁轭拆除前，铁心片片间大面积导通；拆除上铁轭后，仅有少数部分硅钢片导通，表明铁心硅钢片间存在绝缘不良的情况。硅钢片片间绝缘不良导致涡流损耗增加，进一步引起硅钢片发热异常。导致硅钢片片间绝缘不良的因素可能有：一是绝缘油中存在腐蚀性硫化物，长期运行过程中，腐蚀性硫化物与硅钢片断面处产生化学反应，破坏其表面绝缘；二是硅钢片裁剪工艺不规范。高抗上部集磁板垫表面出现了斜条状黑色痕迹，且与硅钢片的布置方向一致，说明硅钢片裁剪后存在毛刺，造成上部集磁板片间短路。上述两种原因都将导致硅钢片片间短路。
3技术防范措施
1)油浸式电抗器的振动诊断技术.当采集到油浸式电抗器的振动信号后，根据振动信息可以辨识出电抗器的运行状态，包括电抗器各个测点的振动幅度和振动产生的位移大小，以及油浸式电抗器是否出现了故障等。
通过接触式测量方法，在油浸式电抗器中不同测点布置加速度传感器。同时采用激光测振仪，通过进行光学分析，得出油浸式电抗器在振动过程中所产生的位移。
2)加强运行高抗油中溶解气体变化分析，当乙烯产生速率加快或产生乙炔时，应合理制定停电计划，安排检修；同时关注一氧化碳和二氧化碳含量变化，当这两种气体增长速率发生突变时，应结合具体数据进行综合分析。高抗内部的固体绝缘状态是不可逆的，一旦发生损伤，会随着运行时间加速老化，表3所给出的高抗色谱中，一氧化碳和二氧化碳虽未见持续增长，但由于其铁心硅钢片已发生片间短路，引起导线局部过热，应加强一氧化碳和二氧化碳含量监测，避免过热危及固体绝缘。
3)器身固定及压紧力改进措施.针对国内项目现场安装过程曾出现过的旁轭拉杆松动，压钉松动，磁屏蔽扇形垫块开裂，压板垫块松动等现象，在后续项目产品上都采取了螺杆铆点，垫块螺杆拔桩固定等措施，并对产品在持续振动状态下可能引起的螺栓、螺杆、接地紧固件松动等进行了结构设计加强措施。
4)绝缘油中的硫化物会与高抗内部绕组发生化学反应，衍生物会吸附在绝缘纸板表面，降低其绝缘性能；同时硫化物在设备温度和油流的影响下会腐蚀内部导线、连接线等。在设备长期运行、负荷特性多变条件下，可能加速设备绝缘老化，最终发展为绝缘击穿。因此新设备出厂验收时，其绝缘油必须通过腐蚀性硫检测，确保未检测出腐蚀性硫后方能注入设备；同时加强运行中设备腐蚀性硫的变化状况监测，以提升设备运行可靠性。
5)油浸式电抗器的减振措施分析及应用.当油浸式电抗器在运行过程中存在较大的振动噪声时，应采取相应的减振措施加以整改。对变电站内的电抗器采取减振降噪措施，可减轻设备振动对变电站户内建筑结构的损坏，同时还具有减小对周围居民干扰的环境效益，故采用该措施具有工程实际意义。减振降噪方法可分为噪声控制方法和振动控制方法，对于噪声控制方法，可分为吸声方法和消声方法。吸声方法为将已经产生的振动噪声通过某种吸声装置或吸声材料加以吸收，从而降低振动噪声。当电抗器安装在室内时，可通过在电抗器室内墙壁上涂刷吸声材料以降低噪声。
6)硅钢片片间绝缘异常将会增加铁心损耗，导致局部异常发热，影响设备运行状态。因此需要加强制造厂厂内工艺管控，严格控制铁心硅钢片的裁剪和叠装质量。检查硅钢片裁剪边缘的毛刺、铁心硅钢片之间导通情况等；优化硅钢片裁剪工艺以及夹紧结构，使夹紧结构受力均匀，硅钢片边缘无翘曲现象，接缝处严密；同时提高与硅钢片相接触的垫块材料的耐热度和机械强度。
结束语
本文研究了一起500kV油浸式高压并联电抗器故障，通过多种技术的综合运用，分析得出高抗总烃增长速度异常的原因为铁心硅钢片间绝缘不良。为了从源头上控制隐性缺陷，从提升设备运行可靠性的角度，提出如下防范措施：1)加强设备生产制造环节管控，严格控制铁芯剪切和叠片、线圈绕制和总装等重要工艺环节标准，提高验收质量。2)新油验收必须通过腐蚀性硫检测，经检测无腐蚀性硫的绝缘油才可以注入设备；同时定期对运行中高抗绝缘油进行检测，根据检测结果合理评估其运行状况。3)一氧化碳和二氧化碳是判断设备固体绝缘是否存在问题的重要依据，目前在线油色谱的测试误差较大，离线油色谱检测结果也存在波动性较大的问题，需要进一步展开研究。
参考文献
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