摘要：电容器组串抗的选型原则和运行时起的作用，当电抗器出现故障时，通过电气试验手段进行分析。针对运行中的串抗通过实例和理论分析，说明电抗器由于制造工艺不良、运行工况恶劣导致烧损，对故原因进行分析的基础上，提出了保证电抗器安全运行的建议。
关键词：电容器组；电抗器；直流电阻
引言
在电力系统中，电容器组对系统起着调节电压的作用，补偿无功功率，提高功率因数。而电容器组的串抗时必不可少的部分，串抗起着抑制电网高次谐波，限制合闸涌流以及操作过电压，改善系统电压波形的作用。电容器组根据系统的电压进行自动投退，电容器组各个部分出现故障会对电网造成冲击，因而要高度重视电容器组各部分的运行状况。文中通过对变电站的一起电抗器故障分析，提出保证电抗器安全运行的措施。
1 电容器组串抗饱和实例
陕西某变电站的35kV #1电容器组串联电抗器C相有烧毁痕迹，随即进行外观检查，发现C相电抗器顶部烧损情况较为严重，有明显深度烧伤痕迹。保护无动作，为了对事故原因及设备损坏程度进行分析，电气试验班对#1电容器组进行诊断性试验。
2.设备试验
对#1电容器组试验与上次试验数据比较，两次试验的天气条件相似。电抗器整体对地绝缘电阻合格。测量电抗器直流电阻，A相 46.94mΩ、B47.12mΩ、C相51.02mΩ。A、B两相数据正常，C相偏大与上次测量值变化7.6%，大于规程要求的2%，且不平衡率达到8.4%大于规程要求的2%，即C相电抗器损坏严重。
为了找出事故原因，对电容器组电容、串联电抗器电抗测试交接试验数据进行分析。其中C相电容量比A、B相略大，C相电容器的电容最大，其容抗就最小，串联电抗器的电抗却最大。在运行时根据串联分压原理，C相电抗器两端的电压相对较大，对电抗器的正常运行存在安全隐患。
3.事故分析
为了全面分析电容器组设备的故障，对电容器组的三相电容器绝缘电阻，电容值进行测量；放电线圈的一二次绝缘电阻、直流电阻、介质损耗进行、伏安特性测量；避雷器的绝缘电阻、1mA参考电压以及0.75倍参考电压下的泄漏电流进行测量，测量数据均正常。由此可见故障发生在#1电容器组的串联电抗器C相上，故障范围较小，没有波及电容器组其它设备。
串联电抗器主要作用是抑制高次谐波和电容器组投切过程中的涌流倍数【1】。串联电抗器在设备选型时，应使所在网络内占比例最高的谐波分量的相应的总电抗值接近于零，即就是应该使该次谐波分量的感抗和容抗接近，但不能恰好相等，以防产生电磁谐振【2】，导致产生过电压，一般使电抗器的感抗较容抗稍大一点，既避开了谐振点，又抑制了谐波，即： 。一般防止5次谐波时；一般防止3次谐波时.
本台电容器组主要为了限制3次及以上谐波，选用0.128。当系统有五次谐波时，电容器的容抗减小为五分之三，而电抗器电抗增大为三分之五倍，根据串联分压，C相电抗器两端的电压急剧较大，容易烧毁电抗器【3】。
在电抗器生产过程中，可能导线存在绝缘隐患，再经过在长期运行，使局部绝缘介质严重损坏，导致局部匝间短路，形成大电流，绕组局部过热而烧毁，以至匝间开路，导致直流电阻变大，而绝缘电阻合格的现象【4】。
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主要原因如下：
1）电抗器本身存在质量问题是根本原因。电抗器损耗大、运行温度高，加速了绝缘材料老化速度，大大缩短了运行寿命。
2）制造厂家原材料及制造工艺上的缺陷。电抗器的电磁铝线产制过程中有接头。接头处理不好，接头发热，引起包封局部过热，匝间绝缘损坏，导致匝间短路；还有电磁铝线本身存在杂渣，导致运行时杂渣部位发热，引起包封局部过热，匝间绝缘损坏，导致匝间短路，形成大电流，绕组局部过热而烧毁，以至匝间开路，导致直流电阻变大，而绝缘电阻合格的现象。
3）电抗器运行环境昼夜温差大。由于空心电抗器户外运行，除了要承受投运时线圈内部的发热外，还要抵挡日晒雨淋，运行环境恶劣。电抗器长期运行后，线圈表面会出现开裂、表面绝缘性能下降，昼夜温差大，容易造成线圈局部机械应力集中，随着运行时间增加，极易导致线圈包封表面开裂、雨水或潮气侵入线圈内部，引起铝线圈匝间短路引起故障
4）本台串联电抗器主要抑制三次谐波，当有五次谐波时，C相电抗器两端的电压急剧较大，容易烧毁电抗器。
5）干式空心电抗器内部包封故障缺乏监控手段，导致轻微匝间短路引起内层包封局部温升过高等异常情况不能及时预警。
4.保证电抗器安全运行，建议如下
1）今后的工程中，优先选用干式铁心电抗器，其次选用损耗小、温升低的空心电抗器，并加强厂家监造力度。
2）加强干式电抗器的巡视监测：日常巡视和特殊巡视，还有加强红外测温管理。
3）对电抗器绕组开裂、表面绝缘性能下降等浅表性的裂化现象应早发现、早处理，避免继续恶化。
4）定期对电抗器的内表面涂刷憎水性强的RTV材料，有效抵御雨水和紫外线的影响，并能增大表面电阻，确保电抗器安全运行。
5）电抗器返厂解体调查时，可组织专业人员进行培训学习，增强专业能力。
6）应配备电抗器交流阻抗测试仪，在设备例试和事故抢修时更有利于分析。
5 结论
本文首先对串抗的选型原则和作用进行阐述，分析了导致电抗器故障的因素。其次通过实例分析了电抗器故障烧损的原因，对电抗器从制作工艺、例行试验、定期维护等阶段提出了措施和建议，保障串抗的可靠运行。
参考文献：
[1] 李苏雅. 一起干式空心并联电抗器故障分析及处理..[ J]．河北电力技术．2016．6：35-35．
[2] 李德超.干式空心电抗器故障原因分析及处理措施.[ J]．电力电容器与无功补偿．2014．53：35-34．
[3] 杨百雄.干式空心电抗器故障分析及改进建议.[ J]．华北电力技术．1995．11：21-22．
[4] 李银行.750kV并联电抗器研制.[ J]．高压电器．2009．03：17-18．
论文作者:任长林
论文发表刊物:《河南电力》2018年14期
论文发表时间:2018/12/28
标签：电抗器论文; 电容器论文; 谐波论文; 电阻论文; 线圈论文; 电压论文; 局部论文; 《河南电力》2018年14期论文;