66kV干式空心电抗器故障分析

2013-08-15高自伟朱学成瞿舜克

吉林电力 2013年4期

高自伟,朱学成,瞿舜克,赵淼

(1.国网黑龙江省电力科学研究院,哈尔滨 150036;2.国网黑龙江省电力有限公司,哈尔滨 150090)

2012年 12月 6日 15:24,某 500 kV变电站 2号66 kV并联电抗器 RCS9647过流保护动作,868断路器跳闸。现场检查发现:2号并联电抗器U相内部一侧自上而下有熏黑痕迹,熏黑部位绝缘夹件有两处掉落,下部支持绝缘子及地面也被熏黑。该并联电抗器型号为 BKK-20000/63,生产日期为 2006年 1月,出厂序号为213871。2006年8月 25日首次投运,最近一次投运时间为2012年 5月9日,2012年 12月6日发生故障,运行时间为211天。

1 外观检查

2号 66 kV并联电抗器外观检查发现:最外层包封外表面防污闪涂层未发现起皮、脱落现象,未发现表面树枝状放电现象。电抗器上、下汇流排与电抗器本体连接的绑扎带连接良好,未发现破损及断裂。电抗器下出线相邻汇流排第 10包封和第 11包封之间,电弧过火烟熏痕迹明显,电抗器上端对应部位可见明显过火痕迹。电抗器绕组上端有两处明显鸟类打窝痕迹,5只鸟蛋掉落到电抗器风道,通风道污物较多。

2 现场试验

2.1 故障前绕组电阻测试

在并联电抗器发生故障前,2006年 5月 24日绕组电阻测试结果见表1。

表1 绕组电阻值 mΩ

2.2 故障后绕组整体参数测试

在并联电抗器发生故障后,绕组电阻、阻抗及损耗测试结果见表2。

表2 整体参数测试值

2.3 故障后线圈电阻测试

干式电抗器故障后,将并联电抗器所有上汇流排的出线头剔开,下出线头不动,对所有线圈电阻进行测量,测试结果见表3。

2.4 故障后线圈绝缘电阻测试

将并联电抗器所有上、下汇流排的出线头剔开,用500 V兆欧表测量各包封股、层间的绝缘电阻值。第 10包封和第 11包封内部断线,第 10包封和第 11包封内部部分线圈之间绝缘电阻为 0,第1包封至第9包封层间绝缘电阻为无穷大。

表3 干式空心电抗器绕线直流电阻测量值 Ω

3 解体情况

对第 11、10、9包封进行解体发现:电抗器包封外侧发现鸟粪痕迹及风道污秽(见图1)。第 11包封内侧对应下出线臂左侧故障点处有约 900 mm宽,上下贯穿的过火痕迹(见图2)。第11包封内侧表面自上而下有11处小的裂缝或孔洞(见图3)。第 10包封外侧对应 11包封内侧同样有过火痕迹,外表面可见3处孔洞。掀开外绝缘,内部导线可见电弧灼伤烟熏痕迹(见图4)。远离故障位置,导线绝缘情况良好。

图1 鸟粪痕迹及风道污秽

图2 第11包封内侧过火痕迹

图3 裂缝或孔洞

图4 内部导线受损情况

4 故障分析

综合外观检查、试验及解体情况,故障分析如下:该并联电抗器上端有鸟窝残存物、鸟蛋及柴草,部分通风道内有鸟粪,并有轻微爬电痕迹。在电弧放电区域内未见鸟粪等污秽物,可见该电抗器故障与鸟粪等污秽物不相关。从该并联电抗器解剖情况分析,该电抗器在制造过程中存在局部缺陷(如导线毛刺、绝缘气隙),在绝缘缺陷处长时间放电致使导线及其周围绝缘烧损严重(见图4),最终导致电弧放电,电抗器保护动作,断路器跳闸。