35kV干式电抗器圆环发热分析与对策

2017-03-13

电气开关 2017年4期

(广东电网有限责任公司江门供电局,广东江门 529000)

1 引言

目前在500kV变电站中都安装35kV并联电抗器，用于调节电网无功的过剩，稳定运行电压。干式电抗器损耗小、强度大、维护方便等优点使其在电力系统中应用广泛。其线圈绝缘由浸渍环氧树脂严密包封，引拔棒采用聚酯玻璃纤维。但电抗器长时间运行中，却存在一些危险性。笔者查阅不少案例，发现多为局部发热、线圈短路、受潮造成，有的因发现不及时演变成生产事故，因此，电抗器安全运行不能忽视。

某500kV变电站新投运的35kV干式电抗器星形架圆环发热温度最高达到149.1℃，笔者就发热原因展开分析，并提出几点看法。

2 星形架圆环发热现状

本500kV变电站共6台干式电抗器，#3、#6电抗器于2014年12月新投入运行，为另一电气设备有限公司(下称B设备厂)生产，新旧电抗器参数如表1所示。所有电抗器型号为CKGKL，采用高强度铝质星形接线架对线圈分匝和接线，整体用浸渍环氧树脂严密包封，其中星形接线架安装于绕组上下两端，中心圆环为闭合金属环，圆环和铝排采用金属良导体，作用在于把各导电排连接在一起，起汇流及固定支撑作用，属于结构件的部分。

经长时间对电抗器进行测温跟踪记录得出，发现A设备厂与B设备厂局部温度存在35℃差异，且同一电抗器上端星形架圆环比下端温度高出近30℃。如图1、2所示。

表1 电抗器参数表

图1 A设备厂上端星形架圆环(温度为94.5℃)

图2 B设备厂上端星形架圆环(温度高达149.1℃)

在跟踪过程中，发现#6电抗器圆环出现了轻度锈蚀及脱落现象。怀疑为长期发热导致绝缘轻微损坏，如图3所示。

图3 锈蚀及脱落现象

在相同环境条件下，B设备厂圆环比A设备厂圆环高出35℃。查得耐热温升极限为115K，最高温度不能超过155℃。而在环境温度23℃，电流为额定电流时，#6星形架圆环温度最高达149.1℃，已接近极限，对其安全稳定运行存在一定的风险。

3 发热分析

星形架圆环部件垂直于线圈中心，当电抗器运行时，该部位磁力线最为密集，闭合的圆环部件处在变化磁场中，形成涡流使其发热。

星形架圆环采用金属铝，铝电阻率ρ=2.83×10-8Ω/m，圆环取垂直面积约为0.075m2，长度以中间直径计算l=0.38m。此时可算得圆环发热功率为：

P=E2/R=E2S/ρl

代入已知参数可计算功率约为420.7W。以上按均匀磁场计算，而理论上电抗器中心部位磁场最密集，因此，现实中功率应比计算结果高。圆环裸露在线圈外面，虽然通风散热条件良好，但上端加装防雨盖，通风条件变差，热量难以散去，造成上端圆环温度接近极限。

查实GB/T1094.6-2011《电力变压器第6部分：电抗器》，温升限值参考GB1094.11-2007，具体说明为“铁心、金属构件及其邻近处材料的温度，不应对变压器任何部分造成损害”；而根据标准DL 462-92《高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件》第2.2.7条对温升的规定，具体说明为“对于铁芯、金属部件和与其相邻的材料的温升限值，应取在任何情况下，不会出现使它们受到损害的温度”。

鉴于以上分析，本站已做好详细运维计划，重点跟踪发热趋势。目前，已联系厂家到现场检测维护。