1 并聯電抗器的基本結構及形式
當前使用的電抗器主要有殼式電抗器和芯式電抗器2種形式。我省目前使用的電抗器都為芯式電抗器，并且國內生產的高電壓大容量電抗器是以芯式結構為主。在布置方式上，分為三相和單相，一般情況下，三相消耗的原材料和成本比單相少，因此，低電壓等級的電抗器一般采用三相形式。高電壓的電抗器由于在三相形式時磁路相互關聯，零序阻抗可能比正序阻抗小一些。單相重合閘時，一相斷開后另外兩相的磁通也有一部分通過斷開鐵芯，從而在斷開相的線圈中感應一個電壓，使故障電流增大，不利于熄弧，因此其絕緣要求高，相間的絕緣問題就相對突出，所以500 kV以上的電抗器大多數采用單相結構。
2 電抗器的常見故障及判斷
通常情況下，電抗器除與變壓器具有相同的絕緣問題外，還存在振動和局部過熱的問題。國內產品中，西安變壓器廠引進法國ALSTHOM技術，經過消化吸收并在西安交通大學等大專院校的幫助下，已基本解決局部過熱問題。沈陽變壓器廠則由于剛開始制造500 kV電抗器，暫時還沒有成熟的運行經驗。近年來各省發現的220 kV及以上電抗器事故及故障情況基本上可以分成如下幾類：
2．1 油色譜分析異常
通過對電抗器進行油色譜分析，發現了許多早期故障及事故隱患，對預防電抗器事故起了重要作用。導致油中產生氣體的原因為局部過熱（鐵芯，繞組，引線聯結點，夾件等）、局部放電和電弧（如匝件及層間短路，沿面放電及磁閉合回路等）。這些現象均可引起油和固體絕緣的裂解，從而產生氣體。產生的氣體主要有烴類氣體（甲烷，乙烷，乙烯，乙炔等）、氫氣、一氧化碳、二氧化碳等。應用氣體色譜分析法判斷電抗器內部故障方法如下。
2．1．1 將色譜分析結果的幾項主要指標與正常值進行比較，按產氣速率進行判斷，當總烴含量較高時，當相對產氣速率大于每月10％時可判斷為電抗器內部存在異常；當總烴的絕對產氣速率大于0．25mL／h（開放式）和0．5 mL／h（全密封）時，可判斷電抗器存在故障；
2．1．2 按一氧化碳和二氧化碳的指標進行判斷。CO和CO2是反映纖維絕緣材料分解產生的特征氣體，但這2個指標的分散性大。因此，根據IEC導則等資料認為：當CO2／CO大于11或小于3時，可能存在內部固體絕緣材料老化故障，國內資料及經驗認為CO2／CO大于2時，則有可能存在異常情況。
2．1．3 三比值法和特征氣體法對判斷故障性質的應用。三比值法可以較準確判斷出潛伏性故障，同時可以顯示并發性的故障。而特征氣體法卻只能判斷出故障性質，要對故障性質作深層次的探討，定出故障源的溫度及作定性分析，則必須采用三比值法。
2．2 油介損值上升較快，過濾處理后無效果
從全國統計的電抗器故障資料看，出現該類問題的產品主要集中在個別廠家。造成這種情況的原因首先是油質量存在問題，其次是電抗器存在的過熱現象沒有解決好。如湖南省500 kV站進口的9臺意大利ABB公司ANSALDO產品，瑞典ASEA的個別產品，均不同程度的存在該類問題，進行多次處理后還存在介損增高的現象。
2．3 振動噪音異常
引起振動的主要原因是磁回路有故障和制造時鐵芯未壓緊或夾件松動。此外，器身固定、安裝質量等均可造成振動和噪音異常。如湖南省500 kV民豐變自投運以來，三相電抗器一直存在該類問題，使A相電抗器局部振動超過130μm，噪聲異常，1997年進行吊罩檢查時發現并消除了6個固定器身螺栓松動的缺陷，處理后振動減小。
2．4 匝間短路，電抗器燒毀
1998年的湖南電抗器事故、1993年11月和1994年12月的安徽電抗器事故和山東電力公司的電抗器事故均屬電抗器匝間短路事故。分析其原因，主要是設計和制造存在先天缺陷，尤其是局部過熱問題沒有解決好，連續發生的幾起事故均系同一廠家，并且均系1992、1995年的產品。
2．5 過熱性故障
意大利ABB公司、法國ALSTHON、加拿大ASEA、瑞典ASEA及西安變壓器廠產品，均不同程度的出現過該類故障。湖南省9臺500 kV電抗器在運行初期均發生過由于過熱性故障而引起溫度過高的問題，經處理，現基本得到控制。
2．6 磁回路故障引起內部放電
磁回路出現故障的原因是多方面的，如漏磁通的過于集中引起局部過熱，鐵芯接地引起環流和鐵芯與夾件間的絕緣破壞，接地片的松動與熔斷導致懸浮放電及地腳絕緣故障等。如加拿大ASEA公司生產的電抗器在遼寧發生了器身鐵軛定位裝置放電；法國ALSTHOM生產的電抗器在湖北雙河變發生了由于中間芯柱端部因漏磁在均壓環銅管上產生環流發熱；湖南省在崗市變安裝的220 kV電抗器，在投運30 h后就發現有乙炔產生，故障原因是由于下夾件與地腳之間的絕緣損壞，形成閉合磁通回路，運行時燒斷接地聯線，從而產生放電故障。
3 預防電抗器事故的措施
4．1 針對電抗器油老化問題，應加抗氧化劑T501。
4．2 根據電抗器的溫升情況，對過熱現象較明顯的電抗器加裝冷卻風扇。
4．3 加強運行巡視和試驗跟蹤，重視油色譜數據分析，必要時應縮短油分析間隔。
4．4 裝設在線監測裝置，實時反映運行情況，為及時采取有效措施提供依據。
4．5 對存在問題的電抗器，開展局部放電在線檢測試驗研究。
4．6 按實際情況及時開展電抗器的油脫氣及油過濾處理工作。 |
