户外10kV并联电容器组不同布置方式运行状况调查研究

户外10kV并联电容器组不同布置方式运行状况调查研究

张少尉1郭愿军2戎伟正3李聪4

(1.2.3.国网忻州供电公司山西省忻州市034000;4.中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司山西省太原市030001)

摘要：10kV干式空心串联电抗器有平放和叠放两种布置方式，在电网中都有大量的应用。本文调研了几个省电力公司户外10kV并联电容器组干式空心串联点空气的运行和故障情况，分析了干式空心串联电抗器故障的主要原因，本文对各地的不同串联电抗器布置方式的运行和事故状况进行了调研统计，得到结果：10kV并联电容器组用串联电抗器的年平均事故率约0.088%，叠放的年平均事故率是0.114%，平放的年平均事故率是0.025%，其中平放未发现相间事故；叠放发生单相事故的年均概率是0.075%，发生相间事故的年均概率是0.038%。

关键词：干式空心电抗；平放；叠放；布置方式

0引言

并联电容器成套装置包含串联电抗器，串联电抗器的主要作用是抑制谐波和限制合闸涌流，干式空心电抗器结构简单、线性好、抗短路能力强，成为了户外并联电容器组用串联电抗的首选[1]。

干式空心串联电抗器有三相平放布置和三相叠放布置，两种布置方式在变电站中都有大量的应用，运检部门对叠装布置反映比较强烈，有必要对干式空心串联电抗器的布置方式和运行状况进行调研分析。

干式空心串联电抗器三相叠放式安装可以缩小占地面积，既能节约宝贵的土地资源[2]，又可为工程投资减少征地费用，但平放布置由于相间距离大，有利于防止相间事故和缩小事故范围。设备的经济性和安全可靠性如何取舍，本文对此进行了研究。

110kV并联电容器组用干式空心串联电抗器各省公司运行及故障情况

1.1山西省公司运行情况概述及故障情况统计

国网山西省电力公司共有10kV空心串联电抗器装置1312台，其中采用三相平装布置的空心串联电抗器266台，占比值是20.3%；采用三相叠装布置的空心串联电抗器1046台，占比值是79.7%。

统计山西省电力公司自2004年-2017年故障情况，共发生26次故障，造成电抗器损坏24台。其中采用三相平装布置的空心串联电抗器266台，故障次数7次，均为单相故障，未发生相间故障和三相故障，电抗器损坏7台；采用三相叠装布置的空心串联电抗器1046台，故障次数19次，其中单相故障15次，相间故障（含三相故障）4次，共电抗器损坏17台。

平放布置的干式空心串联电抗器发生故障7起，都是因为电抗器绝缘老化，形成匝间短路放电。

1.2安徽省公司运行情况概述及故障情况统计

国网安徽省电力公司共有10kV空心串联电抗器装置4350台，其中采用三相平装布置的空心串联电抗器2046台，占比值是47.34%，采用三相叠装布置的空心串联电抗器2304台，占比值是52.96%。

自2004年以来共发生17次故障，造成电抗器损坏17台。采用三相平装布置的空心串联电抗器2046台，故障次数2次，均为单相故障，未发生相间故障和三相故障，电抗器损坏0台；采用三相叠装布置的空心串联电抗器2304台，故障次数15次，其中单相故障8次，相间故障5次，三相故障2次，电抗器损坏17台。

表2.1故障情况统计表

对调查结果进行统计分析，10kV电容器组用串联电抗器叠放占的比例大概是70%，平放所占的比例约是30%，表示在目前运行中的10kV串抗中叠放占大多数，叠放的数量大概是平放数量的2.3倍。

分析2004年至2017年这13年来几个省份的调研统计结果，10kV干式空心串联电抗器平放均事故率约为1.14%，年平均事故率约0.088%，叠放的平均事故率是1.48%，平放的平均事故率是0.32%，叠放布置的事故率比平放布置的事故率要高，经计算，叠放的年平均事故率是0.114%，平放的年平均事故率是0.025%，叠放的事故率约是平放事故率的5倍。

3结论

分析2004年至2017年这13年来几个省份的调研统计结果，户外10kV并联电容器成套装置用的干式空心串联电抗器，有70%采用电抗器叠装布置，30%采用电抗器平放布置。

10kV干式空心串联电抗器的平均事故率约为1.14%，年平均事故率约0.088%，叠放布置的事故率比平放布置的事故率要高，叠放的年平均事故率是0.114%，平放的年平均事故率是0.025%。其中平放只发现有单相事故，未发现相间事故；叠放发生单相事故的年均概率是0.075%，发生相间事故的年均概率是0.038%。

总体来看，干式空心串联电抗器发生故障的概率并不大，平均每年每100台中有0.088台发生故障，叠放布置法生事故的概率比平放发生事故的概率高，叠放的事故率约是平放事故率的5倍。

对10kV干式空心串联电抗器的故障原因进行统计分析，发现发生故障概率最高的是电抗器绝缘老化，造成匝间短路，造成电抗器烧毁，因此原因造成的故障占比是46%，其主要原因在于电抗器本身的制造工艺、材料等质量问题，设备本体缺陷与电抗器布置方式关系不大，可通过加强设备监测，严格把关设备质量，及时消缺等手段降低故障发生、减少设备故障数量。

参考文献：

[1]徐林峰.一起干式空心串联电抗器的故障分析[J].电力电容器与无功补偿,2008,29(2):50-54.

[2]朱晓伟.串联空心电抗器故障分析[J]．广西电力，2013.36(4):66-67.