风电场35kV干式空心电抗器烧损故障分析及处理

【摘要】针对某风电场发生的一起220KV升压站35kVB相干式空心电抗器烧损故障，进行故障后现场检查，对损坏的原因进行分析，并从电抗器安装及运维等方面提出了防范措施，以避免同类事件的发生。【关键词】风电场干式空心电抗器故障01引言现今35kV直挂式高压动态无功补偿被广泛应用于220kV变电站中，其中与并联电容器组串联的电抗器，通常采用干式空心电抗器，主要起到抑制合闸涌流和系统高次谐波的作用，它们的稳定可靠运行关系到电能质量和大电网的安全运行。干式空心电抗器具有安装成本低，运行维护简单，易于操作，不会产生磁饱等诸多优点，但也有缺点，主要表现为占用空间较大，运行环境复杂，易受阳光暴晒、风吹雨淋以及鸟类活动的影响，在运行中设备周围的磁场比较强，周围金属易产生涡流，形成环流，产生电磁干扰。本文结合某风电场发生一起35kV干式空心电抗器烧损故障案例，通过故障后现场检查、试验，分析了事件原因，制定了处理方案并提出了预防措施。02事件概况某风电场干式空心电抗器的额定电压35kV，额定电流为428.89A，额定电抗率为10%，为SVG配套设备，采用三相平装布置，±5%可调，容量为26000kVar。某日中午，天气晴，风机监控显示平均风速5.45米/秒。SVGB相干式空心电抗器突然冒烟并逐渐起火；运行人员发现后，按照应急预案要求立即断开SVG开关，断开SVG隔离开关，并使用手车式灭火器扑灭明火。经检查烧毁位置主要位于调感线圈与主线圈之间的间隙处，铝排及引线已被严重烧蚀，大量烧蚀后的金属渣掉落在地面上。图1：SVGB相电抗器烧损照片03现场检查及试验该风电场的35kV直挂式高压动态无功补偿成套装置，采用水冷式（户外）型，主要由连接电抗、启动柜、功率柜、控制柜组成，通过连接干式空心电抗器直接并联接入到35kV系统，系统图如下：图2：SVG

一次接线系统图故障当天中午无雷雨天气，冒烟起火后，因为故障电流未达到35kVSVG开关过流Ⅰ、Ⅱ保护动作值，故保护未动作，系运行人员手动拉闸断电。后联系厂家电气人员到现场检查，经核查抽头连接方式正确，无短接闭环的情况，符合设计要求，但发现熔断的引线端子连接处，是通过电缆铜质线鼻与电抗器匝间的铝头直接连接而成，缺少铜铝过渡板连接，铜铝直接接触。紧急联系厂家从附近仓库调试验合格的单相电抗器运输至风电场，拆除烧损的B相电抗器，安装新电抗器，并对电抗器各相各电缆头与匝间连接头处进行检查，发现有缺失铜铝过渡片的进行补装，并对设备进行直阻和耐压试验，试验均合格后，SVG恢复送电，运行正常。04原因分析干式空心电抗器的损坏原因主要有局部温升过高、匝间绝缘击穿等。本次检查，排除了产品质量缺陷问题原因，判断为基建期设备安装施工工艺问题，即调感线圈与主线圈之间的铝排匝间连接头与电缆头之间的连接未加装铜铝过渡片。电抗器匝间有连接头，连接头材料为铝质材料。电抗器匝间连接若通过电缆铜质线鼻与电抗器匝间的铝头直接连接，会造成铜铝直接接触。因为铜跟铝属于不同的元素，铜铝的电阻率不同，通过相同的电流时，铝发热量大，铜发热量小，故容易在接头处发生电化学反应，会发热，长期运行易氧化，出现故障点，特别在高负荷下发热会产生高温造成接线端子熔化着火，从而引发火灾。正确的施工工艺应采用铜铝过渡板连接。铜铝过渡板是一种电力传输连接用的过渡接触板件，包括铝制的基板，在基板表面的下半部分上设有铜片层，且该铜片层和相应的基板表面部分紧贴融合连接为一体式无钎料结构。一面为铜质材料，另一面为铝质材料，用于连接铜质端子与铝质端子，防止发生电化学反应，可以避免产生电位差，杜绝发热现象。05防范措施针对此次事件暴露出的施工工艺质量问题，以及运行巡视检查不到位的问题，提出相应的防范措施。1）举一反三，全面检查其他A、C两相干式空心电抗器的电缆铜质线鼻子与电气设备铝质接头连接，是否采用铜铝过渡板连接，若无，应加装。2）由于干式空心电抗器为免维护设备，预防性试验规程中对干式电抗器的试验项目要求为，必要时测量阻抗，1年或必要时红外测温。故要求运行人员在日常巡检时，定期应使用红外热成像仪对SVG户外干式空心电抗器电缆连接头处的测温，发现有温度高异常及时停止设备运行。3）将SVG户外干式空心电抗器，列入到每年全站停电预试检修设备清单里，重点开展直流电阻测试、匝间绝缘耐压试验。4）在SVG户外设备区域处安装高清监控摄像头，避免存在监控死角，保证设备处于实时监控状态。06结语通过