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摘要：分析并处理一起由于铁芯磁屏蔽松动悬浮放电而引起的35kV油浸式三相一体电抗器绝缘油色谱超标缺陷。通过分析油浸式电抗器绝缘油色谱实验数据，初步判断电抗器内部发生低能局部放电，通过对设备进行直流电阻,绝缘电阻,电抗测量,损耗测量等相关试验以及设备返厂解体检查从而发现电抗器内部接地侧的磁屏蔽松动导致铝箔带悬浮放电，造成低能局部放电。对此缺陷的原因进行深入分析研究并提出相应的工艺改进措施，对故障电抗器进行大修处理。
关键词：油浸式电抗器；色谱异常；局部放电
1 引言
35kV并联电抗器适用于35kv及以下电力系统中高压并联回路，通过主变向系统输送感性无功，用以补偿输电线路的容性电流，防止轻负荷线端电压升高，维持输电系统电压稳定性，提高电力系统功率因数和节约能源，作为电力系统稳定调节的附加补偿设备，对于电网电压调节起到重要作用，影响到电网的安全稳定运行[1]。现阶段，低压并联电抗器主要采用干式空心电抗器和油浸式并联电抗器两种。空心电抗器由于其结构简单，价格低廉的特点在国内获得了广泛应用，但是其绝缘材料易老化受污，环境适应力较弱。而油浸式电抗器采用油纸配合绝缘，铁心导磁介质，三相一体无需预留漏磁污染距离等设计，随着近年来工艺水平提高，其在运行稳定性强，损耗低，占地面积小，无漏磁污染，具备免维护功能等多个方面有较大的优势，已逐步被广泛应用。
2 故障经过及分析
2012年4月20日，500kV昌平变电站321电抗器绝缘油色谱试验发现，乙炔含量128.1μL/L，氢气含量259.8μL/L，超出规程规定，乙炔含量增长迅速，2012年4月21日将此油抗退出运行。该电抗器由日本日新电机有限公司生产，为油浸自冷式电抗器，设备参数为：额定电压：35kV，额定容量：30MVA,型号：RMO-VCA，出厂日期为1995年6月，投运日期为1995年12月10日,设备运行时间近17年。
该电抗器自2005年起，由于设备年限老化问题，此设备运行中总烃含量一直超标（规程注意值为150ul/l）,油色谱试验数据见表1。
三比值计算编码为2,0,0，初步判断为低能放电，可能是不同电位之间的油中火花放电或悬浮电位之间的火花放电[5][6]。
我们参照日本电气协同研究所规定的标准值并根据气体异常诊断图和特征气体分析初步判定：
（1）由于CO量绝对值在标准值300ppm以下且CO2/CO=8.1>3，未出现绝缘物过热引起的CO量增加的倾向，则绕组、绝缘物周围的过热异常的可能性很低。则故障出在非绝缘物部位可能性较大。
（2）一般情况下，设备发生过热异常时C2H2/C2H4≦0.2 ，此缺陷C2H2/C2H4＝5.3>0.2，因此考虑此缺陷为低能量领域的局部放电。
（3）乙炔（C2H2）的量(128.1ppm)远大于日本《油浸式变压器的保养管理》规定的评定异常标准值（5ppm），主要为局部放电引起的乙炔（C2H2）的增加。
根据上述诊断分析结果，可以推测乙炔和氢气的增加是由于周围无绝缘物的裸金属部分（铁心或者接地侧的磁屏蔽）处发生局部放电[7]。
3 解体检查情况
对该电抗器进行拆除并返厂解体检查。
（1）返厂检查试验
设备返厂后先后进行了电抗器本体绕组直流电阻、绝缘电阻测量、电抗测量、损耗测量、分流比测量等试验，试验结果与设备交接试验结果相比无异常。
（2）解体情况介绍
由于该油抗为整体结构，无法进行部件拆除，对油抗进行下部切割，进行现场解体检查，电抗器内部结构图如图1。
4 故障确认
根据解体情况分析，认为故障原因如下：
（1）铁芯磁屏蔽的屏蔽铜板为带状，两边固定在铝箔上，长期运行过程中，由于电抗器的多次重复运行、停止，绕组发生振动。绕组的振动导致铝箔贴纸和铜板的接触部位重复承受应力，铝箔贴纸和铜板的接触部位采用人工焊接，焊接点受到人为因素影响，当受应力作用在焊接薄弱的焊接点时，导致铝箔贴纸和铜板断开，铝箔贴纸形成悬浮电极，与接地电位的铜板之间发生电位差，因此产生了放电，放电导致裸金属部位产生大量的特征气体（乙炔、氢气）[8][9]。
（2）我们根据现场情况，对该处结构的电场分布进行了仿真计算（见图4），可见在铝箔贴纸和铜板断开处电场强度最高，因此出现特征气体是由于其对地电位放电造成的：
5.2.2备件更换与工厂试验
对油抗密封圈及阀门全部更换新设备，油箱重新喷漆，对温度计、瓦斯、胶囊等的附属品进行更换。
按照规定的出厂试验和型式试验进行，试验合格后方能出厂使用。实验要求标准：测量绕组电阻，测量介质损耗以及静电容量，电抗试验，测量损耗，噪音试验，测量绝缘电阻，加压试验，局放试验，感应试验，ＢＣＴ的试验，温升试验，油中气体分析，均在正常范围。
结语
铁芯磁屏蔽上铝箔贴纸和铜板的接触部位开焊是引起此次设备缺陷的直接原因，除对本台电抗器进行大修处理外，还应对此类问题进行总结，建议采取以下预防措施。
（1）相同型号此类产品发生类似现象可快速预判诊断故障原因，更有针对性处理，提高检修时效性。
（2）产品在设计阶段对需要紧固连接的位置关联部分的加工工艺应有充分的考虑，选取合适的焊接方式。
（3）对已投运的同厂同批次同类型设备，均采用铁芯磁屏蔽人工焊接工艺，对其运行状态应高度重视，如发现异常情况应及时通报，确定原因，必要时进行返厂大修，避免问题的扩大。
参考文献
[1]范锡普.发电厂电气部分[M].北京:水利电力出版社,1987.
[2]何东平，孙白.35kV并联电抗器故障情况分析[J].华北电力技术,2003,(04)
[3]吴海涛,吕志宁等.并联电抗器运行异常分析及处理[J].电力自动化设备,2001,(08)
[4]刘乾业,许伟.500kV变电站的无功补偿装置[J].山西电力技术,2000,(02)
[5]王向臣.电网无功补偿实用技术.北京:中国水利水电出版社，2009.
[6]周礼,沈群武等.500kV变压器油色谱异常分析及处理[J].变压器,2011,(08)
[7]王巍,谭小俊等.750kV并联电抗器油色谱异常原因分析及处理[J].变压器,2012,(01)
[8]陈昕.某500kV高压线路并联电抗器油色谱异常的故障分析[J].华北水利水电学院学报,2011,(06)
[9]DL/T 722-2000变压器油中溶解气体分析和判断导则[S].北京：中国电力出版社，2001.
论文作者:于观超,宁琳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/2
标签：电抗器论文; 色谱论文; 贴纸论文; 铝箔论文; 设备论文; 测量论文; 异常论文; 《电力设备》2017年第11期论文;