500 kV电抗器乙炔超标原因分析

王 磊，于在明，李学斌

(国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)

500 kV电抗器乙炔超标原因分析

王 磊，于在明，李学斌

(国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)

1台500 kV电抗器在油化试验中发现乙炔、乙烯及总烃均超标，经过多次跟踪监视，发现增长趋势明显。经过对电抗器排油检查和深入分析，确定超标原因是电抗器铁心上轭夹件连接线断开，断开部位产生较高的电位差形成拉弧，使乙炔、总烃升高。

500 kV电抗器;乙炔超标;铁心上轭夹件连接线

500 kV并联电抗器是超高压、长距离输电系统中的关键设备，对整个系统的安全稳定运行起关键性的作用。该设备安装投运以来，已发生多起事故，且故障率远远高于相同电压等级的变压器和互感器［1-2］。油色谱分析技术是诊断充油电力设备内部故障的技术，具有诊断及时、准确的特点［3-5］。跟踪1台500 kV电抗器在油化试验中发现乙炔、总烃数据超标，通过分析找出问题所在。

1 电抗器概况

500 kV电抗器型号为XMZ46，额定电流为165 A，额定电压为 500/kV，额定容量为50 000 kvar，接入方式为并联，安装方式为一字型，绝缘介质为油浸，冷却方式为自然冷却，无调压方式，铁心磁导，1986年出厂。该产品在2011年3月26日至4月7日进行了大修，更换了散热器的胶圈、瓦斯继电器、压力释放阀、温度表、分线箱，并进行了油处理，4月22日投入系统运行。4月24日，因内部缺陷停运。4月24日至5月2日进行了内部检查、消缺。5月4日10时投运。

2 故障情况

2011年5月5日电抗器油化试验发现乙炔、总烃均超标，乙炔达到 3.32 μL/L，总烃 78.81 μL/L。经过3天多次跟踪监视，发现乙炔、总烃分别增长到 3.97 μL/L 与 324.14 μL/L，具体数据如表1所示。

表1 电抗器气体组分随时间变化值 μL/L

5月6日至5月7日乙炔油中溶解气体绝对产气速率如下:

式中a绝对产气速率

C1——第1次取样测得乙炔气体浓度，μL/L;

C2——第2次取样测得某气体浓度，μL/L;

Δt——2次取样时间间隔实际运行时间，d;

M——设备总油重，kg;

P——油密度，kg/m3。

根据《变压器油中溶解气体分析和判断导则》(DL/T 722—2000)推荐的改良三比值法求得故障编码为102，查表可知故障类型为电弧放电［6］。因此，5月7日请示网调设备停电，5月8日进行排油内部检查。

3 排油检查

5月9日8:00电抗器C相开始排油，10:30排油结束，进入电抗器内部进行检查。首先对铁心和器身上部进行检查，未发现异物和异常部位。检查侧面时发现低压侧铁心夹件与磁屏蔽连接部位上次修复的等电位连线从束线紧固处脱开，未发现放电痕迹 (如图1所示)，高压侧铁心夹件与磁屏蔽连接部位的等电位连线烧毁。2个断开的连线在一侧，另一侧没有连线 (如图2所示)。检查器身低压侧下部发现1个垫脚螺丝脱落，未发现放电痕迹，将螺栓重新进行了安装 (如图3所示)。

图1 低压侧铁心夹件与磁屏蔽连接部位的等电位连线脱开

图2 高压侧铁心夹件与磁屏蔽连接部位的等电位连线烧毁

图3 低压侧下部垫脚螺丝脱落

断开铁心接地与夹件接地引线后，用2 500 V兆欧表测试，铁心对夹件、对地绝缘电阻良好;夹件对地绝缘电阻为0，夹件多点接地;磁屏蔽夹件2根接地线断开后，夹件之间绝缘良好，磁屏蔽因2点接地形成环流;两侧夹件绝缘为0，两侧夹件通过螺栓进行短路连接。电抗器内部其他各连接片连接情况良好、电抗器绕组绝缘及铁心未发现异常、电抗器箱底未发现有放电痕迹的异物。

5月10日对电抗器B相进行排油，将油位排到铁心下方，进行接线对比。通过对比检查，发现高压、低压侧铁心夹件与磁屏蔽等电位连接线连接情况与C相相同，均在一侧，对侧没有连接线。又对C相下部进行了检查，高压侧磁屏蔽两侧夹件各有1根等电位连接线连接。

4 原因分析

XMZ46型电抗器在结构设计上存在以下问题［7］:电抗器主心柱没有穿心螺杆，螺杆横向穿过铁心框架来固定其整体结构 (如图4、图5所示);设计未采用缓冲措施，导致电抗器运行时振动过大，其振幅随时间推移越来越大，该设备已运行近30年，振动程度非常严重;电抗器铁心有气隙，间隙在铁轭与心柱之间，导致电抗器噪音及振动加大，运行中参数易偏移。因此，振动是导致低压侧铁心夹件与磁屏蔽连接部位的等电位连线从束线紧固处脱开与低压侧下部垫脚螺丝脱落的主要原因。

由于高压侧铁心夹件与磁屏蔽连接部位等电位连线较细，强烈持续振动导致其断开，在断开时将在断开部位产生较高的电位差形成拉弧，产生乙炔，导致总烃升高。

［1］ 田建华，刘小彩.500 kV并联电抗器内部故障特点及检测分析［J］.东北电力技术，1998，19(10):30-32.

［2］ 王延峰，王洪生，黄东升.500 kV并联电抗器设备状况分析［J］.东北电力技术，2006，26(11):15-19.

［3］ 吴 误.一组500 kV并联电抗器油中氢组分异常原因分析［J］.东北电力技术，2010，31(8):27-28.

［4］ 魏东亮，肖魁欧.蔺河500 kV变电站蔺廉线电抗器油色谱异常原因分析及故障处理 ［J］.河北电力技术，2003，22(4):38-40.

［5］ 刘艳苹.500 kV丰泉站永丰Ⅰ线电抗器B相内部故障的色谱分析与判断［J］.内蒙古石油化工，2011，21(15):71-72.

［6］ DL/T 722—2000，变压器油中溶解气体分析和判断导则［S］.

［7］ 何剑峰，贺 峰.XMZ46型500 kV电抗器故障的处理与分析 ［J］.变压器，2005，42(4):43-44.

Analysis and Diagnosis of Exceeded Acetylene Content in 500 kV Reactor

WANG Lei，YU Zai-ming，LI Xue-bin
(Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，LTD.，Shenyang，Liaoning 110006，China)

Exceeded amount of acetylene，ethylene，total hydrocarbon are found in 500 kV reactor oil test，the increasing trend has been detected in afterward tracking and monitoring.With deep analysis and test，the reason is due to the disconnection of connecting line of core clamps，and the disconnected parts generated high potential difference which leads to the increase of acetylene and total hydrocarbons.

500 kV reactor;Exceeded acetylene;Connecting line of core clamps

TM407;TM47

A

1004-7913(2014)01-0020-03

王 磊 (1982—)，男，博士，工程师，从事变压器高压试验与生产管理系统高级应用研究。

2013-10-18)