干式空心并联电抗器与油浸式铁芯并联电抗器比较分析

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干式空心并联电抗器与油浸式铁芯并联电 抗器比 较分析
杨 国 锋
（ 国网辽 宁省 电力有限公司检修 分公 司， 辽宁 沈 阳 １ １ ０ ０ ０ ３ ）
摘 要： 近年 来并联 电抗 器发生事故不断 ， 本文对干式空心并联 电抗 器与油浸式铁芯并联 电抗器进行 比较与分析 ， 为变电站在 不同条
件 下 的 低 压 并联 电抗 器 选 型提 供 一 些基 础 依 据 。 关键词： 干式 空心并联 电抗器 ； 油浸式并联 电抗器 ； 比较分析
拔、 盐雾 、 昼夜 温差 大等情况下干式空 心并 联电抗器 的绝 缘老化速 随着我 国电力行业 的发展 ，架空线路 及远距离 输 电线路 的增 度 也会加快 。这都属原理性缺陷 ， 因此干式空心并联 电抗器对运行 加， 线 路空载 、 轻载 时 ， 电容充 电功率增大 ， 从而 引起 工频过 电压 和 环境 的适应能力较差 ， 运行过程 中存在安全隐患 。很多雷雨较多 的 操作过 电压升高 ， 目前这一现象 已经在大部分地 区显 现。如果 对线 网省公 司规定在雨后 ２ ４小时 内不许对干式空心并联电抗器进行投 路 的容性充 电无 功功率给予合理 的补偿 ， 不仅可 以保证 电力 系统 的 切操作 ，也反映 了对干式 空心并联 电抗器能否 安全稳定运行 的担 安全 、 可靠 、 经济运行还提高 了供电质量。 并联 电抗器在国家电网公 忧 。 司、 南方电 网公司的使用越来越广泛 ， 具有较广阔的应用前景 。 油浸式 铁芯并联电抗器方面油浸 式铁芯并联 电抗器绝缘 为油 ２并联 电 抗器 应 用 情 况 纸配合绝缘 ， 绝缘方式的稳定性很 高 ， 可保证产 品安全稳定地运行 。 目前 ， 我国并联 电抗器 主要 采用两种结构 ： 油浸式铁 芯并 联 电 由此可见 ， 油浸式铁 芯并 联电抗器的运行稳定性优 于干式 空心 抗器和干式空心并联 电抗器 。由于油浸产 品制造历史悠久 ， 结构成 并联电抗器 。 熟， 产 品可靠性 高 ， 在 国内应用较多 ， 尤其是 高压并联 电抗器 。而 自 ３ ． ３产 品 损 耗 性 方 面 分析 二十世纪七十年代以来 ， 我 国电网 中 ６ ６ ｋ Ｖ无 功补偿设备 ， 多数使用 由于干式空心并联电抗器 以空气为导磁介质 ， 其磁场散发 。包 干式空心并联 电抗器 。由于近年来干式空心并联 电抗器事故频发 ， 封的漏磁通过其它包封时则在该包封产生环流损耗 ， 因此其损耗较 其原理性的缺陷逐步显 现 ， 部分事故影 响极其恶 劣。特别 是在东北 大。而油浸式并联 电抗器 由铁芯作为导磁介质 ， 其磁 场集 中， 漏磁 地 区， 由于Hale Waihona Puke Baidu冷 夏热的热胀冷缩 ， 极 易导 致外包封表 面破 裂而 引发 小 ， 因此其损耗 比干式空心并联电抗器小很 多。 匝间短路。 ３ ． ４占地 面 积方 面分 析 ３ 两 种 结 构 的 比 较 和 技 术 经 济分 析 干式空心并联电抗器 为每相一 台， 每组三 台。 为避免漏磁影 响 ， ３ ． １ 在设备安全运行方面分析。 其相与相 间距须 不小 于 １ ． ７倍直径距离 ， 每相周 围还 须保 持不小于 （ １ ） 干式空心并联电抗器表面喷涂 的绝缘材料老化及表 面污物 １ ． ５ 倍 直径距离 的空 间以防止漏磁污染 。因此干式空心并联电抗器 沉积 。 在环境湿度大 的情况下 ， 表面污层 易受潮 ， 导致表面泄漏 电流 的占地面积相对较大 。６ ６ ｋ Ｖ电压等级的油浸式 铁芯并联电抗 器可 增 大 ，最后形成沿面树枝 状放 电而烧毁 。２ ０ １ ２年 １ ２月 、 ２ ０ １ ３ 年７ 制造为三相一体 ， 且 由于铁芯 电抗器的漏磁微小无需预留漏磁 污染 月， 东北 电网的变 电站相 继发生 电抗器放 电烧毁事故 ， 后 经分析事 距离 ， 因此铁芯 电抗器的 占地面积大大小于干式空心并联 电抗器。 ３ ． ５漏 磁 污 染 方 面 分 析 故原 因均 为外包封表面漆破损 ，环氧树脂绝缘材料裂纹放 电所致 ， 并且类似 的情况在其他 电网也多有发生。 油浸式 铁芯并联 电抗器 由于拥有 良好 的导磁介质 ， 其 漏磁 基本 （ ２ ） 干式空 心并 联 电抗器 由于绝缘材料暴 露在外部 空气 中， 所 在产品内形成 闭合 ， 对附近设备基本不造成隐患。 以绝缘材料 的环境适应能力差 。 在高海拔 、 盐雾 、 昼夜温差大等情况 干式空 心并联 电抗器的漏磁是其一大原理性缺陷。由于漏磁污 下绝缘老化速度加快 。 染， 干式空心并联电抗器不适户 内运行 。 另外 ， 干式空心并联电抗器 （ ３ ） 鸟害问题尤其严重 ， 在东北地 区由于冬天空气较冷 ， 干式空 的漏磁还易使周 围的金属产生环流 ， 这将增大产 品运行损耗 ， 同时 心并联 电抗器暴露在 空中 ，经 常有 鸟在干式空心 并联电抗器 中絮 还威胁 变电站 内其它设备及运行维护人员 的人身健康。 窝， 鸟的粪便经 常造成 电抗器烧损的重要原因。 ３ ． ６运行监控方 面分析 （ ４ ） 干式空心并联 电抗器 的绝缘老化及漏磁 问题是其无 法避免 干式空心并联电抗器至今依然没有有效的运行 监控 手段 ， 在 电 的两 大缺陷， 根据相关 报道 ， 干式 空心并联 电抗器漏磁 产生 的危 害 抗 器出现事故之前无 法对其 内部 的绝缘结构 进行有效 的监 控 。因 相当严重 ， 具体表现为 ： ａ ． 对周 围的电磁 污染 ， 使计算机和通讯无法 此 ， 干式空心并联 电抗器事故往往不可预知 ； 均属突发事件 ， 而造成 正常运行 Ｉ ｂ ． 对钢结构件 的建筑物有着 严重 的危害 ； ｃ ． 对接地 网 ， 遮 突发停 电。 栏、 构架等 ， 都可能因金 属体构成 闭环造成较严重的漏磁问题 。 若有 油浸式铁 芯并联 电抗器通过对变压器 油中气体 、 油温及油箱 内 闭环 回路 ， 如地 网 、 构架 、 金属遮栏 等 ， 其 漏磁将感应环 流达数百安 压力的监测来实现对电抗器状态 的监 控 ， 通过在线监测可以做到无 培。ｄ ． 其产生的电磁噪音和 电磁波对人体 危害很大 ， 这在 国内外 已 人值守 。在电抗器绝缘状态 出现 变化 时能够及 时反 映 ， 从而在一定 有相 关 报 道 。 程度上避免突发事故 ， 提高供电可靠性 。 漏磁将增大干式空心并联 电抗器 的损耗 ， 因其建立 的反 向磁场 ３ ． ７ 在设备维护方面分析 同电抗器 的部分绕组耦合而使 电抗器 电流增大和电位分 布改变 。 对 干式 空心并联 电抗 器 由于结构 简单 ， 仅仅是一个 线圈 ， 运行 中 于 干式 空 心 并 联 电抗 器 漏 磁 问题 目前 办 法 不 是 很 多 ， 一 些 厂 家 和 电 不需要维护 ； 油 浸式 铁芯并联 电抗器存在 在漏 油 、 其 他附件维护 等 力局采用增加磁屏蔽 的方法 ， 但其效果一直不是很理想 。 问题， 所 以干式空心并联 电抗器在维护起来成本较低 。 因为漏磁 问题干式空心并联 电抗器不适合 室内运行 ， 只适合户 ３ ． ８ 在工程造价方面分析 在工程造 价方 面， 干式空心并 联电抗器造价成本要低 于油浸式 外运行， 而户外运行其绝缘受到 的威胁又非常大。 ３ ． ２运行稳定性分 析 铁芯并联 电抗器 。 ４结 论 干式空心并联 电抗器线 圈以常压 固化 的环 氧树脂 为外包 绝缘 ， 通过 以上 的分析可 以看 出， 油 浸式铁芯并联 电抗器在很多方面 其可 耐受 电压极其 有限 ，由于线 圈对 地 电容和 匝间纵 向电容的影 响， 电压分 布不均匀 ， 在不均匀 的电场及潮湿 、 污秽 的作 用下 ， 电抗 都是优于干式 空心并联 电抗器的 ， 同时对 电网的安全稳定运行也起 器表 面电位梯度较大的地方 ， 空 气将 局部游离形成电晕和迅速移动 着至关重要 的作用 ，而且对产品运行状态 的监测和智能电网方面 ， 油浸式铁芯电抗器优于干式空心并联电抗器， 所 以油浸式铁芯并联 的分枝滑 闪放 电。空气游离也将在绝缘表面产生亚硝酸 和硝 酸， 腐 蚀绝缘 ， 最终 造成干式 空心并联 电抗器 匝问击穿短路。 另外 ， 在高海 电抗 器应 该 大 量 的应 用 于 电网 实 际 中 。