某500kV变电站35kV干式电抗器故障分析与处理

作者：何丽

来源：《广东科技》 2014年第24期

何 丽

（南方电网超高压输电公司梧州局，广西梧州 3002）

摘 要：主要对某500kV变电站35kV干式电抗器故障进行分析，根据干式电抗器故障现场情况和相应的保护动作信息与故障录波数据，研究500kV变电站35kV干式电抗器故障发生的原因。同时从35kV干式电抗器装置安装位置确定、调匝环部件选用、线测温装置与短路保护技术应用等方面展开分析，提出有效的处理措施。

关键词：500kV变电站；35kV干式电抗器；故障原因；措施

0 引 言

随着变电站的不断发展与进步，干式电抗器的应用越来越广泛，技术也越来越成熟，在实际使用过程中，必然存在一些不足，对变电站的正常运行产生严重影响。在500kV变电站的运行过程中，35kV干式电抗器可能会发生故障，应当引起有关工作人员的重视。在实际工作中，要针对出现的故障进行深入分析，查找其产生的原因，进而提出有效的解决措施，保障变电站的稳定、安全运行。

1 500kV变电站35kV干式电抗器故障分析

某500kV变电站一号并联电抗器装置在正常运行时发生了运行故障，过流段保护动作发生了跳闸现象。在发生运行故障之后，有关工作人员对出现故障的干式电抗器进行了细致的检查，在此过程中，发现装置B相存在起火的情况，需要马上予以扑灭。查阅有关资料可知，发生故障的干式电抗器是35kV电压等级的，其布置方式是三相水平，使用时间为两年，单相额定容量为20MVar，两相式装置设变比是1600/5A。其发生故障的结构示意图见图1所示。

三相短路典型故障录波图如图2所示。

35kV干式电抗器装置一共具有14个包封，将铁芯部件安装在装置的中心位置，并且需要对铁芯部件进行环氧树脂浇筑处理。在实际应用中，需要有效调节35kV干式电抗器各包封层的电流情况，使其保持平衡，同时将调匝环部件安装在35kV干式电抗器的顶部。在固定调匝环部件的时候，一定要进行防雨等处理，保证其可以正常发挥作用。根据35kV干式电抗器现场检查情况、保护动作信息、故障录波数据等方面分析500kV变电站的故障问题。

在发生故障之后，一号干式电抗器过流段保护动作，510ms之后，完成了故障切除，在此状态下，故障电流值为10.5A。针对B相而言，其故障电流是额定电流的三倍。通过对故障录波图的分析可知，35kV干式电抗器B相产生了由上而下的贯穿性短路故障。

2 500kV变电站35kV干式电抗器故障发生的原因

通过对保护动作信息、故障录波数据的研究，探讨500kV变电站35kV干式电抗器故障发生的原因。由此可以判定，致使500kV变电站35kV干式电抗器发生运行故障的原因主要是：35kV干式电抗器装置的调匝环部件安装、匝间短路故障点、材料选用、制作工艺等方面可能存在缺陷，导致出现运行故障。具体来说，其可以概括为以下几点：

（1）35kV干式电抗器的调匝环部件工艺材质问题。在此500kV变电站中应用的35kV干式电抗器，其包封层制作工艺是高温固化，在缠绕线圈之前，先进行玻璃丝浸胶缠绕处理。在整个工艺处理中，涉及的环氧胶材料等均要进行高温固化。在完成固化处理之后，根据整个变电站的实际运行情况，借助调匝环部件对电流流经大小予以有效调节，保证其平衡。其制作工艺就是：工作人员在35kV干式电抗器表面进行线圈的手工缠绕，并且借助玻璃丝浸胶手段予以缠绕处理。在高温固化与常温固化的差异影响下，35kV干式电抗器的调匝环部件出现了一定的高温破坏，使35kV干式电抗器非常容易发生燃烧的现象。

（2）35kV干式电抗器的调匝环部件工作环境温度问题。一般而言，调匝环部件的工作环境温度都比较高。调匝环部件主要位于干式电抗器顶部，在干式电抗器运行过程中产生的热量会不断上升，聚集在顶部，导致调匝环部件的工作环境温度比较高，出现绝缘老化现象，进而发生故障，影响了变电站的正常运行。

（3）35kV干式电抗器的调匝环部件位置问题。在此500kV变电站的运行过程中，35kV干式电抗器的调匝环部件主要设在装置上部。在实际运行过程中，非常容易受到操作过电压的影响。同时，在生产、运输过程中，非常容易使35kV干式电抗器的调匝环部件产生外力损伤，进而对装置的使用性能产生严重影响。

由以上分析可知，调匝环部件在35kV干式电抗器的构成中，属于绝缘性最薄弱的部分，在长期不间断的运行过程中，非常容易发生匝间短路的情况，进而导致35kV干式电抗器出现运行故障。与此同时，在出现匝间短路情况之后，会对环流产生一定的影响，进而导致导线发生过热，甚至燃烧的现象，在一定程度上加重了燃烧情况，使燃烧进一步扩大与蔓延。

3 500kV变电站35kV干式电抗器故障的处理措施

在500kV变电站35kV干式电抗器故障中，通过对燃烧故障的分析可知：35kV干式电抗器的调匝环部件安装位置、材料选用、制作工艺等均存在着明显的缺陷，导致出现了一些运行故障；同时，35kV干式电抗器的在线监测与保护手段不全面，没有落到实处，导致出现了一些运行故障。一般而言，前者是造成35kV干式电抗器发生运行故障的主要原因，而后者是故障扩大以及延续的直接原因。

根据以上分析，为了避免500kV变电站35kV干式电抗器发生故障，影响变电站的正常运行，需要从以下几点内容出发，有效防范与处理变电站干式电抗器发生故障：①在500kV变电站的运行过程中，为了避免出现35kV干式电抗器故障，可以建议有关工作人员尽可能选用不带调匝环部件的35kV干式电抗器，这样就可以从根源上避免运行故障的发生。如果在变电站运行中，必须选用带有调匝环部件的35kV干式电抗器，一定要避免使用前置设计，考虑使用后置设计，预防35kV干式电抗器运行故障的发生，保证变电站的正常运行。②在500kV变电站35kV干式电抗器运行过程中，一定要加强对匝间短路状态的分析，并且研究此状态下电气量指标参数的变化情况，通过匝间短路保护技术的有效应用，保证35kV干式电抗器安全、可靠、高效地运行。③在500kV变电站中应用35kV干式电抗器的时候，需要加强对紫外线测温、红外线测温等技术应用的分析与研究，并且根据500kV变电站的实际运行情况，及时发现系统运行中出现的故障，进而提出有效、可靠的处理措施，保证变电站的正常运行，提高500kV变电站的经济效益与社会效益。④无人值班变电站监控人员投切电抗器之后，应检查监控系统中干式电抗器的电流指示情况、相关设备的电流电压等是否正常。有视频监控系统的，可以通过视频图像检查干式电抗器是否存在冒烟、起火等现象。

4 结束语

在500kV变电站35kV干式电抗器运行过程中，要想有效实现预期的运行效果，就一定要深入分析其中可能存在的故障，并且针对这些故障，研究其发生的原因，进而根据运行情况，提出有效的防范、处理措施，尽可能减少此类故障的发生，促进变电站的可靠、安全运行，提高电网运行效率与质量，实现用户用电的安全性与可靠性。

参考文献：

［1］ 景瑶，蒋晶晶，吴胜，等. 某500kV变电站两起35kV干式电抗器故障分析［J］. 安徽电气工程职业技术学院学报，2014（3）.

［2］ 周平，钟中，顾克拉，等. 35kV电压等级并联电抗器典型故障分析及其改造［J］. 湖州师范学院学报，2012（2）.

［3］ 付炜平，赵京武，霍春燕，等. 一起35kV干式电抗器故障原因分析［J］. 电力电容器与无功补偿，2011（1）.

作者简介：何丽（1969～），女，助理工程师，本科，从事500kV变电站运行值班工作。