干式电抗器围栏发热原因分析及处理
2013-02-09陈功
陈 功
(甘肃省电力公司检修公司,甘肃 天水 741000)
1 事故经过
某330 kV变电站35 kV 1号并联电抗器为干式空心电抗器,型号为BKGKL—10 000/34.5,采用“品”字型结构布置,电抗器距地高1.8 m。为确保人身安全,在电抗器周围安装了1.7 m高的金属围栏。2009-07-26,1号电抗器正常投运。在某次设备巡视时发现,1号电抗器金属围栏及围栏金属固定连接片发热。通过观察,发现电抗器围栏及固定连接片均发热,但电抗器北面围栏发热最为严重,其上部围栏横栏温度最高。利用红外成像测温仪测量,测得其最高温度达到130 ℃。
通过实地测量发现:北面围栏与电抗器之间的距离为1.08 m,另三面围栏与电抗器之间的距离均为1.55 m。由于电抗器为户外设备,围栏发热会严重干扰电抗器的正常散热,导致电抗器绝缘损坏,同时易造成人员烫伤。
2 原因分析
电抗器的特殊结构决定了其在运行时向周围产生强烈的磁场,磁场强度分布如图1所示。
当闭合环路靠近电抗器时,环路中的磁场强度增大;随着闭合环路远离电抗器,环路中的磁场强度迅速减少,在离电抗器中心3 000 mm以外时,磁场强度几乎为0。同时,与干式电抗器中心轴线平行的金属闭合环路,其所在的平面方向基本与电抗器磁场方向一致,一般不会产生环流;与干式电抗器中心轴线垂直的金属闭环环路,由于在最大程度上包围了电抗器产生的交变磁场,其感应电流一般较大,发热程度也较高。
图1 电抗器磁场强度分布
该变电站1号电抗器北面围栏与电抗器的距离为1.08 m,处在较强的磁场中,其余的围栏与电抗器的距离均为1.55 m,该处的磁场强度较弱,因此北面围栏发热严重。此外,电抗器距地高度为1.8 m,而围栏高度为1.7 m,大量磁场垂直穿过围栏,产生大量环流,导致围栏发热严重,具体情况如图2所示。
图2 电抗器磁场穿过围栏
上述几方面的因素导致围栏横栏严重发热,使其最高温度高达130 ℃。
3 解决方法
由于受场地的限制和其他安装设备的影响,无法对已经安装的围栏进行整体改造,只能采取一些改善措施。根据环流形成的原因,对已构成闭合导体的围栏,可将一个闭合导体分割为多个小闭合面,由于磁感应电流同相位,在闭环内部导体的电流能互相抵消,因此环流较小。
根据现场实际,决定将电抗器围栏金属固定连接片更换为硬质绝缘材料。更换后,围栏温度恢复正常,从根本上消除了发热隐患。
4 防范措施
(1) 现场安装电抗器时,首先要保证电抗器同围栏之间的距离符合规范要求,避开电抗器产生的强磁场对围栏的影响,防止电抗器围栏发热。
(2) 安装电抗器围栏时,围栏高度应尽量接近电抗器中部,以降低电抗器产生的磁场垂直穿过围栏的概率,减少感应电流的产生。
(3) 围栏固定连接时,固定连接片应采用绝缘材料,以便对因闭合产生的环流进行分割,使环流电流减小,防止围栏发热。
干式电抗器具有起始电压分布均匀、无渗漏、噪音低等优点,在电力系统得到了广泛的应用。因此,安装电抗器及围栏时一定要采取相应措施,避免电抗器强磁场对围栏等产生影响,防止类似事故再次发生。
1 薛永辉,汪锐雄,陆旭泉,等.1号电抗器围栏发热问题处理[Z].天水超高压输变电公司2010年QC成果二等奖.
2 赵海翔.干式空心电抗器磁场对空间闭合环路影响的研究[J].电网技术,2000(02).
3 韩建兵,王有柱.干式空心电抗器围栏发热问题的处理[J].河北电力技术,2001(06).
4 吴海涛,吕志宁,张 浩,等.并列电抗器运行异常分析及处理[J].电力自动化设备,2001(08).
5 袁 滨,任建业,亢建明.干式空心电抗器接地体发热问题分析[J].科学之友(B版),2009(08).