无功补偿电抗器故障分析及预防措施

无功补偿电抗器故障分析及预防措施

李建志,苏东亮,王楠

山东中实易通集团有限公司 山东省济南市 250000

摘要：本文针对无功补偿电抗器烧毁事故进行具体情况勘测和详细原因分析，并结合相关原理和专业知识对一系列问题、现象进行阐述，给出合理有效的应对措施，提出注意事项，力求完善相关防范措施，从而更好地确保线路运行的安全性和高效性。本文就10kV配电线路无功补偿电抗器常见故障及预防进行简单的阐述。

关键词：电抗器；谐波；预防措施           

前言：电抗器也叫电感器，导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场，所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然而通电长直导体的电感较小，所产生的磁场不强，因此实际的电抗器导线绕成螺线管形式，称为空心电抗器;有时为了让螺线管具有更大的电感，便在螺线管中插入铁心，称铁心电抗器。电抗分为感抗和容抗，比较科学的归类是感抗器(电感器)和容抗器(电容器)统称为电抗器，然而由于过去先有了电感器，并且被称为电抗器，所以现在人们所说的电容器就是容抗器，而电抗器专指电感器。

1、故障案例分析

  2020年12月21日，一电抗器发生故障，内部烧毁不能使用，外部观察发现该产品输入侧（ABC侧）三相有明显同时放电痕迹，线圈表面因为外部放电熏黑，B相表面已经出现裂纹，而输出侧（XYZ侧）三相线圈表面完好。进而，又对其性能状况进行了测试，重新测试绕组对地绝缘电阻、绕组直流电阻，三相电抗值、1.35倍额定电流下温升试验，以上电气性能测试均正常，电抗器不存在制造上的质量问题。电抗器额定容量48KVAR，系统电压为10KV，额定电抗率6%，额定电流是41.99A，额定频率为50HZ，额定电感为9.07Ω，冷却方式是空气冷却（AN）。

  1.1产品质量缺陷

  造成电抗器烧毁的原因很多，包括因电抗器自身的设计结构不合理导致的质量问题、保护装置没有及时启动保护防止事故的发生、长时间大电流的工作缩短了电抗器的寿命、操作失误导致故障发生如正负极反接、外部的环境因素影响如周围环境温度过高等原因都可能会造成电抗器的故障甚至烧毁。于是我们对这一烧毁的产品进行检测，温度20℃，湿度85%的环境下，重点测试对地绝缘电阻，得到绕组对地绝缘电阻值和穿心杆对地绝缘电阻都是2500MΩ，符合标准要求值；绕组直流三相电阻的电抗值都大于三和不平衡度的小于或等于4%的标准值，属于合格的范围内；额定电流下电抗值测量三相测试的各组数据都在标准值内，在1.35倍额定电流下进行温升试验后，没有发现有异常，电气性能测试正常，排除了电抗器自身质量不合理或者保护装置启动不及时等的内部原因，这并非是设备本身质量问题造成的故障。

  1.2 设备维护不足

  由于电抗器在温度方面的要求较高，尤其是对冷却空气的配置要求。但是在日常维护中，由于配电室的电抗器分布缺乏合理性，导致其通风散热不好，使得电抗器在运行后温度快速上升，加速了电气设备的绝缘老化，且随着时间增加，其电抗器也会被损坏。还有就是在对电抗器进行保护配置定值整定时，由于对其保护配置工作不到位，导致配置的过压保护和欠压保护、限时过流保护以及专用保护等保护功能难以得到有效的发挥。

2、故障造成的危害

  2.1造成安全事故，电抗器发生电能储存不当发生故障，会造成安全隐患，如果因此出现起火燃烧的情况，没有及时处理极容易造成安全事故，对于周围工作人员的人身安全有极大的隐患；

  2.2损害电器本身，发生故障没有及时排除，任其发展下去会对电器本身造成不可挽回的损害，尤其是像这种烧毁的情况出现时候，使得整个电抗器完全失去功能，会对电网产生不小的影响，造成区域电压波动甚至断电，影响企业正常生产，并给人们日常的生活与生产带来极大的不便；

  2.3成本损失的问题，电抗器的故障没有进行排除造成电抗器整体损坏的时候，随之而来的是巨大的成本问题，不仅仅是需要对电抗器故障引起的事故等进行处理，还需要对电抗器以及连带损害的其他电器设备进行维修、更换，对于局域电网的恢复也需要投入巨大的人力物力财力，因为断电企业停止生产，由此产生的隐形经济损失也是无法估算的。

3、预防措施

  3.1根据用户的电能质量，配装合适的串联电抗或滤波装置。如果经常出现过电压的情况，可以选用比实际等级高一两个等级的电容器。

  3.2对电容器加装过电压保护装置，一旦发生过电压的情况可以启动保护装置防止爆炸等情况发生。

  3.3在电容补偿装置内加装温度检测和散热装置，当电容器所处环境温度高于设置的温度值时，就启动散热装置帮助降低环境温度。当散热无效时及时联锁切掉电容电源，防止温度过高导致的电容爆炸。

  3.4严格按照相关的产品设计规范与要求来设计制造，避免产品出现结构性缺陷或者质量问题。

  3.5对套管表面，电器、仪表的外壳定期清扫，以防积灰、杂物引起意外事故，机械部分涂润滑油，及时对各连接处的紧固件进行紧固，

及时对各主要部件性能也定期进行预防性检查。

  3.6当电抗器保护装置保护动作后，未查明原因不强行送电，根据保护功能情况进行情况分析与判断，检查电容器存在异常、损坏故障等现象。对配套设备进行全面检查，直到查明原因，排除故障后，才能再次投入运行。

结语：在10kV配电线路中，无功补偿电抗器的作用主要是确保整个线路的稳定安全运行，所以为了确保10kV配电线路的稳定性，就需要切实强化无功补偿电抗器的维护，尽可能地预防其出现这样或那样的故障。而为了确保故障预防的针对性，就必须对10kV配电线路无功补偿电抗器存在的故障有一定认识，才能更好地确保其安全高效的运行。

参考文献：

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[4]李长启.化工企业无功补偿装置串联电抗器分析[J].电工技术,2020(16):2.