【电抗器原理】揭秘串联电抗器降低电抗器振动过热 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。 |
