【電抗器原理】揭秘串聯電抗器降低電抗器振動過熱 摘要：某500kV安裝了9臺俄羅斯電工廠生產的500kV串聯電抗器。投運后，這批電抗器中的6臺存在較嚴重的缺陷，主要表現為噪音大，振動值超標，油色譜值異常增大。本文介紹了造成這些缺陷的原因和處理辦法
關鍵詞：電抗器 串聯電抗器 鐵芯 振動 發熱
一、概述
某500kV安裝了9臺俄羅斯電工廠生產的500kV電抗器，型號為ΡΟΜБС-60000/550。投運后，這批電抗器中的6臺存在較嚴重的缺陷，主要表現為噪音大，振動值超標（合同規定值），油色譜值異常增大。其中，一線B、C相，二線的A、B、C相，三線的B相存在油色譜氫、總烴超標，有微量乙炔；一線B、C相，二線的B、C相機殼上測得的振動數據超標。
設備訂貨合同規定，電抗器的振動取殼體振動位移峰—峰值，在1.15額定電壓下，電抗器外殼上的最大振動值不超過100μm。按照廠家的規定，每臺電抗器振動的測量點共計32個，測點布置在離電抗器基礎1.5m的同一橫剖面上。
二、串聯電抗器問題的提出：
三線最先投入運行，該線路上的3臺電抗器運行正常。1999年7月6日，一線投入運行，投運后其中B、C相電抗器油色譜總烴值不斷上升，并大大超過《電力設備預防性試驗規程》規定的注意值，其具體數據見如下二表：
為了電網的安全運行，決定用二線的電抗器更換了一線的B、C相電抗器。但是，換上的電抗器運行后，仍然存在類似的問題，振動值超標，電抗器運行幾天后油色譜數據就超過了注意值。由于一線B、C相，二線的B、C（原一線的B、C相）相電抗器電抗器的問題更為嚴重，主要對這4臺電抗器進行消缺。對每臺電抗器吊罩兩次，按吊罩次數分為第一次和第二次消缺。
三、串聯電抗器第一次消缺
測量電抗器振動的同時，對振動進行了頻譜分析，除由50Hz電源產生100Hz的機械振動外，還有倍頻和高頻振動。并且，振動值和電抗器的溫度有一定的關系，在相同電壓下，溫度高，振動值高。
引起100Hz機械振動的原因有以下幾個方面：1、鐵芯磁密選取過高；2、鐵芯裝配時壓緊壓力不夠；3、支撐鐵芯的解振彈簧解振效果不好；4、機械共振。出廠試驗的振動值都低于100μm，第1原因可以排除。引起倍頻和高頻振動的原因有2個：1、電源高頻諧波引起；2、高頻諧振。測量500kV系統諧波后，排除了由于電源諧波引起的倍頻和高頻機械振動的可能。
歸納起來，引起電抗器外殼振動大的原因為：1、鐵芯裝配時壓緊壓力不夠；2、支撐鐵芯的解振彈簧解振效果不好；3、諧振。
電抗器產生低溫過熱的原因理論上有以下點：1、由于電抗器的漏磁大，在電抗器的金屬附件上產生渦流損耗引起的；2、穿芯螺栓或鐵芯上的鋼夾件絕緣不良，形成環流；3、鐵芯金屬部件接地不良，在電場作用下懸浮放電或接地回路電阻過大產生過熱。通過紅外線成像儀測試，在電抗器外殼沒有發現局部過熱，電抗器的低溫過熱應該在內部。
通過以上分析，決定對電抗器進行吊芯檢查處理，主要檢修內容是：1、改變了支撐鐵芯的解振彈簧的結構，加強了解振彈簧的剛度，加長了彈簧的長度；2、緊固上下拉緊鐵芯的7顆大螺栓，使鐵芯更加緊固；3、在電抗器外殼加焊槽鋼和鋼板，改變外殼的強度和固有振動頻率；4、測量穿芯螺栓的絕緣電阻。由于檢查鐵芯鋼夾件是否有多點接地比較困難，只檢查鋼夾件的接地情況。
檢查中發現上下拉緊鐵芯的部分螺絲松動，螺冒有過熱現象，其它部位沒有發生明顯的局部過熱。穿芯螺栓絕緣電阻良好。鐵芯上的鋼夾件接地電阻用萬用表測量不通，用500V的絕緣表測量電阻很低，當時，錯誤地估計是油膜造成的接地不良。處理后，振動雖有明顯的減少，仍然超標，油色譜超標的問題也未能解決。加焊鋼板后反而使振動增大。
四、第二次消缺
由于第一次對電抗器的處理未達到預期的效果，在分析第一次吊芯檢查的情況的基礎上，認為：1、鐵芯鋼夾件接地回路存在一定的問題。2、中間鐵芯與上鐵軛之間的間隙過大，致使電抗器的振動和噪音大。從2001年3月25日至2001年5月2日，對電抗器進行了第二次吊罩檢查處理。將一線和二線的B、C相電抗器鐵芯進行了檢查處理，主要情況如下：1、在磁墊圈和鐵軛之間安裝了2mm厚的環氧樹脂板。2、鐵芯夾件都存在接地不良，主要原因是鋼夾件接地的角鐵有油漆，造成接地不良，有明顯的過熱燒焦現象，可能是引起油色譜超標的主要原因。3、壓鐵芯的七顆大螺桿和頂部的壓板的接地有較大的缺陷，電抗器在工廠組裝時，在彈簧的下面錯誤地加了一塊絕緣紙板，造成壓鐵芯的7顆螺桿和頂部的鋼壓板沒有接地，雖然二線C相電抗器沒有這張多余的絕緣紙板，但是由于這部分鋼板表面有油漆，也可能存在接地不良，這部分的油漆已除掉。環氧樹脂板加在橫向鐵軛與中間鐵柱交接處，B相電抗器出廠時多加了半塊環氧樹脂板。 |
