35kV电抗器频繁故障的分析

35kV电抗器频繁故障的分析

李志戈 1 李德润 2 李旭平 3 于海龙 4

1.3.4. 国网青岛供电公司 山东青岛 266000 2. 身份证号码： 37020219990319**** 山东青岛 266000

一、概述

220kV某变电站装设了四组35kV电抗器，分别为甲Ⅰ、甲Ⅱ、乙Ⅰ、乙Ⅱ电抗器，用来调整无功降低电网末端电压；装设甲、乙两组电容器来调整无功升高电网末端电压。电抗器和电容器随着全站设备于投运，该站由于负荷较少，因此35kV母线电压相对偏高，查看OPEN3000电压曲线，电压从早晨8点30至晚上21点保持在36.20左右的电压水平。查看站内保护装置设备投切记录，35kV甲、乙电容器组送电后一直未合闸。

二、跳闸现象描述

该站自送电以来，2016年1月开始，电抗器出现放电击穿跳闸现象，并且室内温度较高，设备运行声音大，设备温度较高。年初跳闸后，四台电抗器均返厂维修。针对设备室内温度高问题，变电运维室根据现场检查发现排风设计不畅，于7月2日至5日进行了四台电抗器排风系统改造，在电抗器本体靠室内走廊侧墙体开洞装设通风百叶，在电抗器室外墙装设风机两台，并加装了风机温度自动控制装置（高于35度启动，低于30度停止）。改造完毕投运后，经过现场检查，设备室内温度一直保持在32度左右，比改造前温度计50度爆表有了很大改善，室内温度正常。排除了室内温度高导致设备故障的可能。

35kV甲Ⅱ、乙Ⅱ电抗器于2016年8月12日维修后现场安装重新投运，9月23日甲Ⅱ电抗器跳闸，9月25日乙Ⅱ电抗器跳闸。询问监控，答复该站电抗器接入无功优化系统，由系统自行投切，查看现场保护装置投切记录发现，投切规律为前一日7点35左右分闸次日早晨8点30左右合闸。期间电容器组一直为投运。甲Ⅱ、乙Ⅱ电抗器跳闸当日均为合闸后数秒后跳闸。以下为统计跳闸时间及现象。

三、跳闸成因分析

1、系统电压，由于无实时电压录波装置记录故障前时的电压，只能通过查看OPEN3000系统跳闸前几分钟的电压曲线。以下为查看电压波形：甲Ⅱ电抗器跳闸前C相电压20.71kV,线电压36.19 kV。

乙 Ⅱ电抗器跳闸前C相电压20.86kV,线电压36.20kV。

系统电压比额定电压35kV偏高，但正是系统电压高才需要投入电抗器来吸收容性无功来降低系统电压。因此不能断定，系统电压偏高是导致电抗器跳闸的原因。

2、电抗器本体避雷器

站内每组电抗器在本体与刀闸间装设了一组金属氧化物避雷器，从现场表计动作值来看，避雷器在电抗器分合闸期间有动作记录。但该电抗器避雷器的安装方式和接线方式是否合适，动作后能否有效抑制过电压，需要论证（措施有另一种避雷器接法）。

四、结论

并联电抗器均为三相且中性点不接地系统，瞬变过程较为复杂，断路器在开断并联电抗器时，会出现截流、复燃现象。导致出现截流过电压、复燃过电压和中性点电压偏移,并且恢复电压频率和恢复电压上升率即陡度非常高，电压陡度是造成并联电抗器匝间短路的直接原因。可以采取下列措施解决上述问题：

1、在变电站投运并联电抗器组时，建议加装限压措施。加装35kV阻容保护器。阻容保护器不仅可以降低系统的过电压，而且有一定的抑制谐振和消除谐波的功能。一些论文采用了35kV阻容吸收器来建模试验，证明可行。

2、限制过电压幅值，为了限制电抗器上产生过电压，应在电抗器进线端于电抗器中性点之间装置一组避雷器（注意避雷器末端不接地，通过电缆连接电抗器中性点）。

3、限制过电压陡度，电抗器开关至本体采用电缆连接，电抗器中性点至避雷器末端也采用中性点连接。这样相当于在电抗器两端并联了一个电容，电缆电容能够有效降低截波陡度。

4、避免或降低工频电流的首先过零相得重燃，采用相控技术或提高断路器的操作技术。

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