500kV电抗器乙炔超标原因探讨

刘宇鹏

摘要：随着科技发展的进步，对电网的稳定性也越来越重要。电抗器作为保持电网稳定运行的重要组成部分，正在面临着一系列的问题。在500kv电抗器的电抗器发现乙炔，并经过一段时间的跟踪和监测，乙炔含量增长趋势明显，乙炔的总含量超过了国际上规定的标准。通过发现存在的问题，分析了造成这个问题的主要原因是由于在电抗器芯的连接线断开，断开部分发生高电位差，产生电弧，从而使得乙炔和总烃增加。本文主要对电抗器进行相应介绍，产生过量乙炔的原因展开进一步分析，并提出了相应的措施。

关键词：500kV电抗器；乙炔超标；分析；处理

一、500kV电力系统中电抗器的介绍

在500kV电力系统中，电抗器是维持电网系统安全稳定运行的重要组成部分。在工作上，电抗器一般采用高压并联的方式。电抗器对提高电力系统中多个方面起着重要的作用，如，电压频率分布，抑制过电压，补偿无功功率。由于500kV电抗器内部结构固有的特点，如果在生产过程中相关技术环节的不当控制，导致设备安装基座故障，和设备长期过载运行泄漏，这都是不可避免的。因为泄漏流入燃料箱或其他部件，将导致电抗器在运行过程中引起更大的晃动，使得内部组件连接松动，产生局部过热，能量排放低和其他故障等。因此，在500kV电抗器运行期间，为了判断其运行状况是否良好，采用各种检测方法来检测其电气部件是非常重要的[1]。

500kV并联电抗器是超高压长距离传输系统的重要设备，对整个电网系统的安全稳定运行起着重要作用。自设备运行以来，发生了许多事故，故障率远高于相同电压等级的变压器的故障率。而采用电抗器分析技术是一种诊断电力设备内部缺陷的技术，具有及时，准确的诊断功能。对此，本文主要分析介绍了500kv电抗器乙炔和总烃的泄露数据超过了国际标准，随后展开相应的分析。

二、500kV电抗器乙炔问题分析

（一）500kV电抗器的主要信息

500kV电抗器的装配信息如下：额定电流为165A，额定电压为500kV，额定容量为50000Kvar，采取高压并联连接方式，绝缘介质浸入油中，冷却方式为自然冷却，无压力控制方式，铁芯渗透性好。在500kV电抗器油化试验中发现乙炔、总烃均超标，乙炔油中溶解气体绝对速率升高。通过查询推荐的改良比值法求得故障编码，然后经查表可知故障类型为电弧放电[2]。

（二）500kV电抗器的排油检查

进行500kV电抗器的排油检查的过程中，主要的检查方案分为四步。首先，将油排出后，检查电抗器反应器内部；其次，检查电抗器装置的核心部分，确认没有异物或异常部分。接下来，当检查正面时，将低压侧芯夹的末端修复的等电位连接线和磁屏蔽连接部分从导线固定部分去除，未发现放电迹线，并且检查高压侧铁芯夹具和磁屏蔽连接处的连接状态。最后，检查两个断开点所存在的位置，在测试机身底部有一个阶梯螺钉，检查放电痕迹，之后螺钉重新安装。通过比较检查，发现高压，低压侧铁夹和磁屏蔽等电位连接电缆的连接均相同，两者都在一侧，而对面没有连接线。高压侧磁屏蔽两侧的每个夹具均连接有一根等电位连接线。在将铁芯和地线从夹钳上解耦后，铁芯对夹钳和地面具有良好的绝缘电阻，夹子在地面上的绝缘电阻为零，磁屏蔽夹两根地线断开后，端子间绝缘性能良好，端子两侧绝缘也为零，两端短路用螺栓短接，其他反应器中的连接器良好，没有发现反应器绕组的隔离，并且在核心中未发现异常。因此检查完毕，在电抗器箱的底部，没有发现具有放电痕迹的外来物质。

（三）500kV电抗器的故障分析

500kV电抗器的故障分析，由于电抗器在结构设计上存在以下问题：电抗器没有穿过铁芯框架的贯穿螺钉，起不到固定整体结构的作用，设计不采用缓冲措施，随着时间的增加，导致电抗器在运行期间的过度振动，而随着时间的推移，会导致电抗器的振动非常严重。由于电抗器的核心有一个空气间隙，空气间隙在铁支架，将会导致电抗器的噪音和振动频率增加[3]。

在这种高压并联方式的电抗器中，为了防止铁芯被吸收，及保持电压不变的恒定电抗值，所以铁芯的磁芯被设计成具有间隙结构，因此大部分漏磁能够进入燃料箱或其他部件。这种设计和制造导致电抗器严重振动，在进入内部检查后，发现电气保护涂层接点上的螺栓被松动。一方面，进行长期作业，在振动剧烈期间，螺栓松动和空气阻力变化，比较容易造成乙炔大量排放。另一方面，由于高压侧铁芯夹具与磁屏蔽保持连接状态，强烈的连续振动会将两者断开，断开时分离部分产生高电位差形成电弧，导致乙炔含量增加。

三、500kV电抗器的故障处理方案

电抗器的故障处理方案，一方面，结合高压并联电抗器的工作条件，在电抗器的电屏蔽接地螺栓上加装松动盘簧，以有效防止螺栓松动；另一方面，将弹簧添加到螺栓后，完成拧紧，并用万用表测量接地。拧紧电屏蔽接地螺栓以增加弹簧弹力，重新布置主体内部并确认没有异常，然后抽空高压电抗器并将压力保持在一定的范围内。由于溶解在高压反应器油中的乙炔含量过量，必须使用油过滤器来对真空过滤器油进行脱气处理。将机油滤清器出口温度保持在五十度，并将油箱内部保持在四十度，维持循环状态24小时后，取油样，根据色谱图，介电损失，耐压性等进行综合分析处理，最终数据要符合国际规定的要求[4]。

除以上方案，电抗器的故障处理方法还包括下面三点，第一点，加强铁芯的强度和油箱的强度，加强油箱与车身的连接，实现两者之间的连接，减少振动，改善拒收和减振的措施。第二点，提高内部附件之间的结合强度，并采取措施防止松动，防止部件间的不均匀排放；第三点，安装在线色谱监测设备，以改善運行状态的实时监测的高压电抗器。

总结：

高压电抗器的故障是由于高压电抗器运行时的长期高振动，导致螺栓在内部部件的连接点处松动，接触电阻的增加导致部件之间的不均匀放电，从而使得乙炔的含量超标。所以，对油样的化学测试以及电气测试进行系统和科学的分析是非常重要的。同时，为了应对这些问题，需要对500kV高压电抗器的制造，安装和维护等过程进行综合性分析。通过对500kV电抗器乙炔的含量原因分析，所采用的分析方法及处理方法等更深入的了解，并为高压电抗器的制造，安装和维护提供更科学，合理的建议。

参考文献：

[1]何小剑.一起500kV高压并联电抗器乙炔含量超标事件的原因分析及处理[J].机电信息，2016（15）：7-8.

[2]王磊，于在明，李学斌.500kV电抗器乙炔超标原因分析[J].东北电力技术，2014，35（01）：20-22.

[3]刘艳苹.500kV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.

[4]DL/T722—2000，变压器油中溶解气体分析和判断导则[S].