无励磁分接并联干式电抗器调档后的异响分析与处理

孟胜军

摘要：通过分析与处理一起户内无励磁开关并联干式铁心电抗器，在调档后发生的噪声增大及异响故障，采用红外测温、声级计、望远镜及常规电气试验等方法，总结此类情况发生的原因及检查思路，希望增加相关从业人员面对此类问题时的常规检测方法与处理手段。

关键词：干式铁心电抗器;并联电抗器;无励磁调压;故障分析;异响

1 引言

电抗器，普遍用于电力系统中作为电能补偿设备，其种类较多，可按设备结构、绝缘介质、接入方式、应用功能和有无分励磁开关等分别进行分类。其中高压并联电抗器主要用于降低线路损失提高线路输电能力，改善线路电压分布降低空载或轻载时线路电容造成的端电压升高，并降低单相接地故障时的潜供电流，补偿感性无功保持系统电压稳定。本文通过分析与处理一起少见的户内无励磁开关的干式并联铁心电抗器，在调整档位后发生的噪声增大与异响故障，希望增加相关从业人员面对此类问题时的常规检测方法与处理手段。

2 故障现象

2018年12月1日，某主变电所扩容，增加负载设备再次投入运行后，发现主变低压侧有功功率低于。为增加无功补偿能力提高有功功率，及时对该电抗器档位进行了调节，但数日后驻站人员报该电抗器噪音变大并偶尔伴有金属异响，同时确认设备负载电流正常，多点红外测温与目视观察正常。

3 异响分析

铁心电抗器的噪声来源与变压器相同，但又稍有不同：1）间隙铁心饼受磁致伸缩效应和麦克斯韦力造成的振动噪声[1];2）铁心硅钢片随励磁频率周期性振动造成的噪声;3）本体与固定结构共振，以及室内对噪声产生的放大现象。

稳态运行的电抗器通常较少出现噪声突然增大及设备异响，此类异常情况通常发生在电抗器检修或档位调节后。考虑异响电抗器近期做了档位调节，由最低档调整至最高档，负载电流较调档前增加一倍，由于绕组产生的电磁力与负载电流的平方成正比，所以当负载电流增加时，本体产生的噪音增大属于正常现象，而偶发的金属振动声通常是由螺栓松动引起。

4异响排查

为降低对设备运行的影响，减少设备退出运行时间，将检查分为两部分执行。其中，不停电检查主要是以目视及借助辅助设备进行远距离观察，并使用声压法测量电抗器声级;停电检查则主要以设备局部细查与电抗器常规一次试验为主。

1）不停电检查

由于该电抗器无箱体，可直接借助望远镜目视设备，检查设备有无明显异常点。使用红外热像仪确认电抗器绕组、引线端、分接杆及铁心无明显温差异常点，各测量点温度横向比较应差别不大，但实际测量温度值较同型号不同房间的另一电抗器温度高约5℃，考虑该房间环境温度较另一电抗器室温度高7℃，属正常温度差。

使用声级计用声压法对电抗器进行声级测定。测试点选取1m处参考轮廓线的4个点，分别是该电抗器的三相绕组前与C相绕组侧边（该电抗器两边环墙），同时由于电抗器装设有环墙金属护栏，出于安全限制，实际测量点距离不变，但高度设于电抗器的3/4处。

根据国标《GB/T 1094.10-2003 电力变压器 第10部分：声级测定》规定，户内安装变压器使用声压法测量时，应通过户内表面积、声级测定表面积计算出A计权环境修正值，并由公式（1）计算出多个测量点的平均声压级。

式中N为测量点总数，Lpaj为各测量点。

A计权环境修正值，可由公式（2）获得。

式中A是吸声面积，单位m2;S是声级测定表面积，单位m2。

若测量前后噪声声级相差较大，还应测量噪声平均值，但本次试验前后噪声相差较小，故未进行计算。最后即通过公式（3）计算获得修正后的平均A计权声压级。

式中，LbgA取试验前后背景噪声较小值。

平均声压级测量（修正后）结果为76dB（A），未发现明显异常声源，但该声级高于机械行业《JB/T 10088-2016 6kV～1000kV级电力变压器声级》标准。

2）停电检查

由于声级计检测未发现明显异常频率，初步排除电抗器铁心或绕组故障产生的噪声增大或异响。停电主要检查铁心与夹件、穿心螺杆等框架紧固螺栓，同时铁心与绕组间的风道也需目视或使用内窥镜检查。

当检查至电抗器基座螺栓时，发现B相、C相基座与框架紧固螺栓松动，其它处检查与试验未发现异常。

5 处理方法

电抗器调档后噪音增大是电抗器本身材质与设计造成，为尽可能降低此类噪音，现场使用跨顶将电抗器整体悬空临时塞入垫块后，在电抗器基座与地面框架间加装防震胶垫，减少本体與框架间可能发生的共振噪声以及本体自身振动产生的部分噪音，再将垫块取出将设备恢复。

6综合结论

经停电检修后再次投入运行，该电抗器异响完全消失，同时噪声也下降至合格范围。

通过本次电抗器异响与噪声增大故障处理结果，可以确认处置有效，为降低相关故障发生几率与处理难度，提出以下建议：

1）干式电抗器在档位调节或新投入运行后，是故障的高发期，应加强此期间的设备巡视工作，并在调档前或设备稳定运行时建立相关的热成像图与运行资料，便于在异常发生时作为参考资料。2）本起高压并联电抗器异响处理中，受限于现场环境，未能高效利用声级计对噪音进行分析，但声级计在不停电检查中可作为异常点的判断参考，加快异常处理时间。3）热像仪作为不停电检查的重要工具，较常规红外测温工具由测量点扩大至局部范围，同时自动显示范围内最高温度值与位置，便于巡视人员及时发现异常温度点。4）干式电抗器安装与螺栓固定，可使用防震胶垫降低电抗器本体振动产生的噪音，同时也降低本体与结构框架间发生的共振噪音。

参考文献：

[1] 刘骥，何亚倩，李凯. 电抗器铁芯振动噪声多物理场研究[J]. 哈尔滨理工大学学报， 2017， 22（1）： 35-40.

（作者单位：中铁电气化局一公司苏州维保项目部）