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揭秘串联电抗器降低电抗器振动过热

发布时间:2021-5-21

 摘要:某500kV安装了9台俄罗斯电工厂生产的500kV串联电抗器。投运后,这批电抗器中的6台存在较严重的缺陷,主要表现为噪音大,振动值超标,油色谱值异常增大。本文介绍了造成这些缺陷的原因和处理办法


     关键词:电抗器 串联电抗器 铁芯 振动 发热


     一、概述

    某500kV安装了9台俄罗斯电工厂生产的500kV电抗器,型号为ΡΟΜБС-60000/550。投运后,这批电抗器中的6台存在较严重的缺陷,主要表现为噪音大,振动值超标(合同规定值),油色谱值异常增大。其中,一线B、C相,二线的A、B、C相,三线的B相存在油色谱氢、总烃超标,有微量乙炔;一线B、C相,二线的B、C相机壳上测得的振动数据超标。


     设备订货合同规定,电抗器的振动取壳体振动位移峰—峰值,在1.15额定电压下,电抗器外壳上的最大振动值不超过100μm。按照厂家的规定,每台电抗器振动的测量点共计32个,测点布置在离电抗器基础1.5m的同一横剖面上。


     二、串联电抗器问题的提出:

  三线最先投入运行,该线路上的3台电抗器运行正常。1999年7月6日,一线投入运行,投运后其中B、C相电抗器油色谱总烃值不断上升,并大大超过《电力设备预防性试验规程》规定的注意值,其具体数据见如下二表:




     为了电网的安全运行,决定用二线的电抗器更换了一线的B、C相电抗器。但是,换上的电抗器运行后,仍然存在类似的问题,振动值超标,电抗器运行几天后油色谱数据就超过了注意值。由于一线B、C相,二线的B、C(原一线的B、C相)相电抗器电抗器的问题更为严重,主要对这4台电抗器进行消缺。对每台电抗器吊罩两次,按吊罩次数分为第一次和第二次消缺。


    三、串联电抗器第一次消缺

  测量电抗器振动的同时,对振动进行了频谱分析,除由50Hz电源产生100Hz的机械振动外,还有倍频和高频振动。并且,振动值和电抗器的温度有一定的关系,在相同电压下,温度高,振动值高。


     引起100Hz机械振动的原因有以下几个方面:1、铁芯磁密选取过高;2、铁芯装配时压紧压力不够;3、支撑铁芯的解振弹簧解振效果不好;4、机械共振。出厂试验的振动值都低于100μm,第1原因可以排除。引起倍频和高频振动的原因有2个:1、电源高频谐波引起;2、高频谐振。测量500kV系统谐波后,排除了由于电源谐波引起的倍频和高频机械振动的可能。


     归纳起来,引起电抗器外壳振动大的原因为:1、铁芯装配时压紧压力不够;2、支撑铁芯的解振弹簧解振效果不好;3、谐振。


     电抗器产生低温过热的原因理论上有以下点:1、由于电抗器的漏磁大,在电抗器的金属附件上产生涡流损耗引起的;2、穿芯螺栓或铁芯上的钢夹件绝缘不良,形成环流;3、铁芯金属部件接地不良,在电场作用下悬浮放电或接地回路电阻过大产生过热。通过红外线成像仪测试,在电抗器外壳没有发现局部过热,电抗器的低温过热应该在内部。


     通过以上分析,决定对电抗器进行吊芯检查处理,主要检修内容是:1、改变了支撑铁芯的解振弹簧的结构,加强了解振弹簧的刚度,加长了弹簧的长度;2、紧固上下拉紧铁芯的7颗大螺栓,使铁芯更加紧固;3、在电抗器外壳加焊槽钢和钢板,改变外壳的强度和固有振动频率;4、测量穿芯螺栓的绝缘电阻。由于检查铁芯钢夹件是否有多点接地比较困难,只检查钢夹件的接地情况。


     检查中发现上下拉紧铁芯的部分螺丝松动,螺冒有过热现象,其它部位没有发生明显的局部过热。穿芯螺栓绝缘电阻良好。铁芯上的钢夹件接地电阻用万用表测量不通,用500V的绝缘表测量电阻很低,当时,错误地估计是油膜造成的接地不良。处理后,振动虽有明显的减少,仍然超标,油色谱超标的问题也未能解决。加焊钢板后反而使振动增大。


     四、第二次消缺

  由于第一次对电抗器的处理未达到预期的效果,在分析第一次吊芯检查的情况的基础上,认为:1、铁芯钢夹件接地回路存在一定的问题。2、中间铁芯与上铁轭之间的间隙过大,致使电抗器的振动和噪音大。从2001年3月25日至2001年5月2日,对电抗器进行了第二次吊罩检查处理。将一线和二线的B、C相电抗器铁芯进行了检查处理,主要情况如下:1、在磁垫圈和铁轭之间安装了2mm厚的环氧树脂板。2、铁芯夹件都存在接地不良,主要原因是钢夹件接地的角铁有油漆,造成接地不良,有明显的过热烧焦现象,可能是引起油色谱超标的主要原因。3、压铁芯的七颗大螺杆和顶部的压板的接地有较大的缺陷,电抗器在工厂组装时,在弹簧的下面错误地加了一块绝缘纸板,造成压铁芯的7颗螺杆和顶部的钢压板没有接地,虽然二线C相电抗器没有这张多余的绝缘纸板,但是由于这部分钢板表面有油漆,也可能存在接地不良,这部分的油漆已除掉。环氧树脂板加在横向铁轭与中间铁柱交接处,B相电抗器出厂时多加了半块环氧树脂板。


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