一起35kV干式空心串联电抗器故障原因分析

目前电力系统中户外型并联无功补偿装置的电抗器大多数采用干式空心串联电抗器,在运行过程中,电抗器常因绝缘老化、局部温升过高、过电压、谐波以及环境等因素影响,导致电抗器匝间绝缘损坏击穿、线圈被雨淋时包封表面爬电,甚至局部放电电弧烧毁现象发生。为此本文介绍了某500kV变电站35kV并联电容器组的干式空心串联电抗器故障烧毁情况,进行了现场检查和返厂试验;对烧损相和非烧损相均进行了由外向内的包封层解体分析,推断出故障原因为:由于电抗器本体运行了近十年后,电抗器本体包封层的环氧材料劣化开裂,遇雨水天气时潮气浸入包封层内部,长期运行导线绝缘薄膜加速老化,在电容器组多次投切产生过电压,造成电抗器匝间绝缘损坏,最终导致电抗器绝缘击穿、起火烧毁。针对本次事故电抗器损坏情况,提出了相应的预防和处理措施。

10kV油浸式串联电抗器磁场仿真分析

运用磁场仿真软件对1台10 kV油浸式铁心串联电抗器进行三维磁场仿真分析,采用场-路耦合方法计算其电抗值,并获取主要金属件的磁密和损耗密度分布云图,分析产生局部过热的原因,提出解决因漏磁产生的局部过热的措施。

基于改进自适应遗传算法的空心串联电抗器优化设计

采用遗传算法对空心串联电抗器的优化设计进行了研究,给出了空心串联电抗器的优化设计模型。提出一种改进的自适应遗传算法,并设计了一种适应度线性变换方法,同时对最优保存策略作了改进。通过对有约束的测试函数进行求解,证明这些改进措施增强了遗传算法的全局寻优能力。将空心串联电抗器的优化方案与原设计方案进行比较可见电抗器的结构尺寸、重量和损耗都显著减小。

干式空心串联电抗器匝间短路故障特征研究

干式空心串联电抗器是电力系统无功补偿回路中的重要电气设备,其主绝缘通常采用环氧浇注结构,在实际研究中其匝间绝缘故障设置困难、试验验证成本高。为了监测是否发生匝间短路故障、提高在线监测灵敏度,借助有限元软件Comsol仿真研究了电抗器发生匝间短路时各电气参数的变化情况。首先仿真计算正常状态下电抗器的电感值和电流值,通过与解析计算结果进行比较,验证所建模型的正确性。然后在不同位置分别设置匝间短路故障点以得到电抗器各线圈层电流。最后得出其等效电阻、等效电抗、等效阻抗、功率因数、损耗因数等电气参数的变化情况。仿真分析结果表明:电抗器匝间短路故障点的位置不同,各电气参数变化率也不同,其绝对值由端部向中部、由内层向外层呈现增大趋势,且损耗因数和功率因数变化率较大,对匝间短路故障反应灵敏,可用于干式空心串联电抗器匝间短路故障的在线监测与保护。

避免户外干式空心电抗器发生故障的措施

目前10～35 kV电容器组最常用的串联电抗器为干式空心结构,随着干式空心电抗器的广泛应用,其存在的各种问题也日渐暴露出来,事故的频繁发生对电网安全运行造成了一定的影响。本文结合典型的干式空心串联电抗器事故,从电抗器的设计、工艺及运行入手,对干式空心串联电抗器事故可能原因进行分析,并对电抗器安全运行的防护措施进行研究,总结了电抗器在设计、生产及运行阶段应注意的事项。

铁心电抗器高频法匝绝缘试验关键技术研究

为解决铁心电抗器匝绝缘无法有效进行耐压试验的问题,本文提出谐振高频法匝绝缘试验方法,文中通过比较分析阐明高频法的优越性,给出试验电压选择依据,并给出试验电流和频率关系,提出满足串、并抗的试验频率范围。通过理论分析得出了串联谐振下的逆变方波电源输出端电压和试品电抗器端电压的解析表达式,并对谐振条件检测与频率调谐进行时域同步算法分析。文中搭建谐振高频法匝绝缘耐压试验系统,分析串联电抗器串并联混合补偿电容主要参数关系,给出对应的谐振试验回路关键元件参数选取原则。实验结果表明,本文谐振高频法可实现铁心电抗器匝间绝缘缺陷有效检测,为实际工程应用提供重要的参考。

一起66kV串联电抗器起火事故分析及预防措施

本文针对一起66 kV串联电抗器起火事故进行了调查分析,通过事故现场检查、故障录波情况、油色谱试验、电气试验以及设备返厂解体情况,结合保护动作情况及设备结构,对事故发生过程及原因进行了分析并得出结论。干式空心串联电抗器故障起火后对地放电,持续的短路故障点最终造成了并联电容器组故障。指出了本次事故暴露的问题,并提出针对性预防措施,避免类似事故的再次发生。故障分析结果和预防措施对变电站无功补偿设备的运维管理有普遍借鉴意义。

干式空心串联电抗器损耗计算方法探讨

本文中作者介绍了干式空心串联电抗器损耗的计算方式,分析了两种计算方式结果偏差的原因,并给出了设计及检测的判断依据和建议。

基于垫块阻尼力的单相串联铁心电抗器减振

单相串联铁心电抗器在生产和使用中需要重点考虑其减振降噪的问题。目前对于电抗器减振方法主要为被动减振,为从根源减小电抗器振动噪声,通过在单相串联铁心电抗器垫块中加入导电环,利用其在变化的磁场中产生阻尼力来与电抗器铁心上的原有应力相互抵消的原理来减少电抗器的振动。首先,建立单相串联铁心电抗器磁-机械耦合数值模型,并基于有限元法对电抗器进行磁场和机械场的分析与计算。对比在垫块中加入导电环前后电抗器的振动变化情况,结果表明:加入导电环后电抗器的振动加速度降低了12.95%。最后,搭建电抗器的振动实验平台,通过对比实验数据验证了此方法的可行性,对将来设计低振动噪声的电抗器具有指导意义。

一起基于声学成像技术的干式铁芯串联电抗器异常分析

分析了干式铁芯电抗器声响产生的机理,介绍了声学成像系统的组成与应用过程。针对一起干式铁芯串联电抗器的异响事件进行声学成像检测,发现该电抗器的地脚固定螺栓处存在明显异常,利用声学图谱对该电抗器的异响原因进行了分析,并根据检测情况对电抗器进行消缺处理,有效解决了异响情况。

干式铁心串联电抗器损坏的原因分析

干式铁心串联电抗器是无功补偿装置中的重要元件,起到保护电容器组及消除电网谐波的作用。其使用不当或配置不当容易造成非常严重的后果,可能造成谐波放大或电抗器损毁。文中介绍一起干式铁心串联电抗器在电力系统中运行损坏的事故,对电抗器非正常振动作了简单的分析,找出串联电抗器的噪音异常增大的原因,提出了解决方案,可供运行维护人员参考。

CAP系列核电站堆内外核测系统国产化探讨

当前,国家已制定非能动大型先进压水堆(CAP)系列核电站批量化建设的国家战略。堆内外核测系统是核电站关键仪控系统。与以往二代加核电站相比,第三代CAP系列核电站(NPP)堆内外核测系统的探测技术和设计理念存在较大的不同。针对CAP系列核电站堆内外核测系统的设计特点,从系统设计架构、实现的安全功能和主要性能参数等方面进行分析研究。对三代核电站堆内外核测系统相比国内以往的二代加核电站堆内外核测系统的设计优化和设计改进等方面进行梳理总结,提出目前国际上对于堆内外核测系统的主要发展趋势。同时,从堆内外核测系统关键设备的设备国产化角度,提出设备国产化的研制重点及难点,为将来实现设备国产化、自主化指明方向。

一起干式铁心串联电抗器绝缘垫块异常老化的原因分析

通过一起干式铁心串联电抗器绝缘垫块异常老化的分析,发现了绝缘垫块堵塞绕组散热气道时受影响面积虽不大,但会引起绕组温升偏高,造成绝缘垫块异常老化。

调容铁心串联电抗器的原理与性能分析

针对传统的电容器无功补偿装置存在补偿容量不灵活的缺点,提出解决问题的方法是采用调容串联电抗器以实现分级补偿。通过分析电容器无功补偿装置对串联电抗器的参数要求,对调容铁心串联电抗器的工作原理及设计要点作了介绍;对无功补偿方案进行对比,说明采用调容铁心串联电抗器后收到的有益效果。

35kV干式空心串联电抗器烧毁原因分析

本文介绍了一起35kV干式空心串联电抗器的短路故障情况,依据其结构特点及现场检查,初步判断线圈包封层间绝缘击穿。故障相解体发现包封层表面绝缘开裂有缝隙,揭开绝缘层后导线局部排列不紧密。对比正常相设备解体及试验结果,推断因玻璃丝布缠绕工艺及包封热胀冷缩造成包封内侧上端部外绝缘层开裂,遇多天雨水天气时潮气侵入包封,导致包封层绝缘性能下降,在AVC投切时发生击穿短路烧毁。据此提出匝间过电压试验、加装防雨罩、增加通风道清理项目、加强雨后包封温升测量等运检预防措施,防止类似故障再次发生。

500 kV变频串联谐振系统空心电抗器的外部涡流损耗分析

变频串联谐振系统品质因数(Q值)是决定现场耐压试验中试品电压能否达到额定值的关键,电抗器作为串谐系统的关键部件,其漏磁损耗会严重影响整体系统的Q值。为提高系统Q值,利用有限元方法,针对500kV海缆耐压试验设计的变频串联谐振系统空心电抗器,仿真分析了不同绝缘高度对电抗器涡流损耗的影响,发现将电抗器垫高其外径的1/2以内,可有效降低地网中的损耗功率。进而通过试验测量了不同底座高度下该变频串联谐振系统空心电抗器的Q值和地网发热情况。结果表明,地网中涡流主要集中在电抗器绕组外边缘下方,与仿真结果基本一致。

考虑实际工况下串联铁心电抗器的振动研究

串联铁心电抗器广泛应用于电力系统,但其噪声明显高于变压器。电抗器振动主要来源于气隙处的电磁力和硅钢片的磁致伸缩力,使铁心在实际工作状态中时刻存在应力,影响着硅钢片的磁特性。首先测试了硅钢片在不同应力下的磁特性曲线;然后,在考虑磁致伸缩效应的基础上建立了电抗器的电磁-机械双向耦合模型;最后,通过仿真计算出电抗器铁心的磁场及振动的分布情况。结果表明,总的振动效果并非2个力单独作用时的简单叠加。

串联补偿型饱和铁心故障限流器气隙结构的优化设计

饱和铁心故障限流器应用于串联补偿时会造成较高的谐波污染。为保证电力系统的安全稳定运行,文中依据铁心分段饱和的原理设计了一种改进气隙结构的饱和铁心故障限流器。通过JMAG建立不同气隙结构的饱和铁心故障限流器仿真模型。将限流器的电流磁链关系导入MATLAB/Simulink并建立相应的仿真系统模型,从而进一步对比两种限流器模型的控制特性、谐波含量以及故障限流能力。研究结果表明,在不损失限流能力的情况下,相比于全气隙结构,改进气隙结构的饱和铁心故障限流器具有约1.5倍的电抗调节范围和较低的谐波畸变率。

干式铁芯串联电抗器运行后的噪声问题分析及处理对策

对干式铁芯串联电抗器运行后出现的各种噪声进行了详细的分析,介绍了故障检测和处理的过程,为避免类似故障的发生,提出了相应的预防措施。

一起35kV干式空心电抗器故障的分析

本文介绍了一起35kV干式空心电抗器着火故障现象,通过对电抗器进行解体,结合故障录波分析确定电抗器着火的原因是电抗器的第16包封匝间短路所产生的电弧导致相邻的第15、17包封相应位置匝间绝缘烧毁(短路)。匝间短路往往都由过电压引起的绝缘电击穿所致,而在现行运行方式下,投切电容器过程最易产生过电压。为了考察电容器组投切过程中串联电抗器上产生的过电压情况及其对电抗器匝间绝缘的影响,作者通过模拟试验在配置空心串联电抗器的35kV电容器组上进行多次投、切操作,分别测量过程中断路器和串联电抗器两端及其对地的暂态过电压的幅值。最终确定在电容器反复投切过程中,剧烈的过电压冲击必对电抗器匝间绝缘带来严重威胁。