干式空心并联电抗器故障原因分析及防范措施

干式空心并联电抗器是电力系统中无功补偿的重要设备,近年来因各种原因造成的干式空心并联电抗器故障时有发生,为了避免类似故障再次发生,提高设备运行可靠性,针对3起干式空心并联电抗器故障原因进行调查分析,通过故障后设备检查试验、解体分析情况,结合干式空心并联电抗器的结构,查找出故障原因,指出避免该类故障发生应采取的措施。分析结果对提高干式空心并联电抗器运行可靠性具有重要意义。     

一起35kV干式空心并联电抗器绝缘击穿事故原因分析及解决方案

本文中作者介绍了一起500kV变电站35kV干式空心并联电抗器在进行现场耐压试验时发生绝缘击穿故障的情况，通过电抗器事故现场检查、电气试验以及返厂解体，并结合干式空心并联电抗器的结构，对电抗器故障的原因进行了分析，确定了故障原因，提出了解决方案，可避免类似事故的发生。故障分析结果和解决方案对干式电抗器的安全运行具有普遍的的借鉴意义。     

一起35kV干式并联空心电抗器故障分析

干式空心并联电抗器因干式无油、安装简单、维护量小、运行成本低等优点受到广泛使用,然而在运行中也存在着不少问题。宝安换流站曾发生一起干式空心并联电抗器因匝间短路着火故障,在此对电抗器接线方式、保护报文和故障录波等情况进行分析,推断故障发展的过程。同时介绍了故障电抗器解剖情况,并对提高干式空心并联电抗器的安全运行可靠性提出了一些建议。     

基于无线热点测温法的干式空心电抗器匝间绝缘状态带电诊断方法应用研究

综述了国内研究、技术人员针对干式空心电抗器匝间绝缘各类检测方法及应用。结合干式电抗器故障过程中存在的温升效应,提出基于无线热点测温法的干式空心电抗器匝间绝缘状态带电诊断方法。制作温升样机、构建仿真计算模型,开展仿真计算、试验模型测温比对,证明该方法的有效性。通过对退运电抗器返厂试验、解体及现场挂网运行形式对该诊断方法进行验证,该方法适用于现场条件下干式电抗器运行状态诊断及重要干式电抗器运行状态实时监测。     

干式空心电抗器局部放电检测探究与事故预防

干式空心电抗器是电力系统中重要的无功补偿设备。近几年,干式空心电抗器在运行中发生多起故障烧损事故。故障分析表明,干式空心电抗器故障多数源于绕组包封内部发生局部放电,随着局部放电的加剧,导致绕组匝间短路甚至贯穿式放电,最终将干式空心电抗器烧毁。提出了在运行中检测干式空心电抗器是否存在局部放电故障的基本思路,并提出通过喷涂PRTV等方法对放电表面进行绝缘修复,从而避免干式空心电抗器烧损事故发生的预防措施。     

一起干式空心串联电抗器的故障分析

通过对广东省一起干式空心串联电抗器故障的分析和所进行的试验论证,发现干式空心串联电抗器在运行时温度分布不均匀,存在局部过热现象,现用的温升试验方法不足以反映空心串联电抗器绕组的实际温升情况,建议干式空心串联电抗器的温升试验应检测电抗器绕组的最高温升,作为电抗器温升试验的结果。     

文摘

干式空心电抗器是电力系统中重要的无功补偿设备。近几年,干式空心电抗器在运行中发生多起故障烧损事故。故障分析表明,干式空心电抗器故障多数源于绕组包封内部发生局部放电。随着局部放电的加剧,导致绕组匝间短路甚至贯穿式放电,最终将干式空心电抗器烧毁。提出了在运行中检测干式空心电抗器是否存在局部放电故障的基本思路。并提出通过喷涂PRTV等方法对放电表面进行绝缘修复,从而避免干式空心电抗器烧损事故发生的预防措施．     

一起干式空心串联电抗器的故障分析

通过对广东省一起干式空心串联电抗器故障的分析和所进行的试验论证,发现干式空心串联电抗器在运行时温度分布不均匀,存在局部过热现象,现用的温升试验方法不足以反映空心串联电抗器绕组的实际温升情况,建议干式空心串联电抗器的温升试验应检测电抗器绕组的最高温升,作为电抗器温升试验的结果。     

干式空心电抗器匝间绝缘检测技术

干式空心电抗器匝间常出现绝缘故障,直接地影响到干式空心电抗器运行的稳定性。本文分析干式空心电抗器匝间绝缘故障,提出干式空心电抗器匝间绝缘检测方法,并开展干式空心电抗器匝间过电压实验;然后分析干式空心电抗器匝间常见绝缘故障,提出干式空心电抗器运行维护策略。分析得到,匝间绝缘故障是干式空心电抗器最常见故障,其主要原因是散热不良、绝缘材质裂化、结构工艺问题等。实践证明匝间绝缘检测技术是检测干式空心电抗器匝间绝缘故障的一种有效方法。     

匝间短路状态下干式空心电抗器电感量的分析

针对干式空心电抗器匝间绝缘故障,采用磁矢位法对故障状态下空心电抗器电感量进行了分析。在分析过程中,考虑到故障线圈中环流所形成的磁场对干式空心电抗器电感量影响下,得出故障状态下干式空心电抗器电感量计算的精确解析表达式。在此基础上,利用电磁仿真软件MAGNET对干式空心电抗器磁场及故障线圈环流进行仿真分析,并对相同故障状态的电抗器进行不同频率下的电感量测量。由仿真和测试结果表明:故障线圈环流对干式空心电抗器电感量影响较大,其影响随着频率增大而增大,最终趋于稳定,这与故障状态下干式空心电抗器电感量计算表达式分析结果一致。由此可见,所推导的故障状态下干式空心电抗器电感量计算解析表达式可用于工程实践。     

超高压带并联电抗器线路的故障测距算法

构造一测距方程,该测距方程的根能真实反映故障点与并联电抗器安装点之间的位置关系。当故障位置位于并联电抗器安装点右侧时,此时测距方程的根真实反映实际故障位置;当故障位置位于并联电抗器安装点左侧时,测距方程的根小于故障点与线路右端之间的距离但大于线路右端与并联电抗器安装点之间的距离,且通过分析得出该测距方程根是唯一存在。因此,通过测距方程左右两边等式相减后取范数所构造出的测距函数将在测距方程的根处呈现最小值。进而提出了适用于中间带并联电抗器超高压线路的故障测距算法。EMTDC仿真验证了超高压带并联电抗器线路故障测距算法的正确性和有效性。     

110kV干式空心电抗器接地排发热异常原因分析

干式空心电抗器运行时产生较大漏磁场,会对周围铁磁材料以及闭合金属环路产生影响,严重时危及整个系统运行安全。以一起特高压站110 kV干式空心电抗器接地排异常发热为例,分析了涡流致热和环流致热原理,并逐步排查得出造成其发热的主要原因是在电抗器漏磁范围内存在闭合回路。提出了解决接地排异常发热的应对策略,并分别从干式空心电抗器的安装工艺、设计选材、竣工验收以及运行维护4个方面给出建议,对避免类似故障的发生具有一定的参考意义。     

一起750 kV串抗引起线路保护测距异常的机理分析及改进措施

针对750 kV带串抗线路跳闸时引起常规线路保护测距不准确的问题,对单、双端保护测距原理进行了系统介绍,深入分析了串抗对保护测距的影响.利用实例分析、数据计算进行了异常重现,充分验证了带串抗线路跳闸时保护测距结果与实际距离存在显著误差,致使保护测距结果不具备参考意义,并且提出了提升带串抗线路故障定位的有效改进措施,为变...     

基于电抗器电压暂态特性的直流配电网故障检测方案

直流配电网故障快速可靠检测是柔性直流配电网亟待解决的关键问题之一。基于柔性直流配电网的数学模型,详细分析了辐射状直流配电网的故障特性;区内故障时,安装于线路首端的直流电抗器两端的电压微分小于零;区外故障时,故障特性与之相反。在此基础上,提出了一种基于直流电抗器电压暂态特性的故障检测方案。利用直流电抗器电压微分实现区内、外故障的快速可靠检测;利用正、负极直流电抗器暂态电压幅值实现故障类型的准确判别。所提方案仅利用直流电抗器两端的电压及电压微分即可实现故障的准确快速检测,方案原理简单,硬件要求低,易于实现。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建辐射状直流配电网模型,仿真结果验证了所提方案的有效性与可行性。     

基于操作过电压作用35kV干式空心电抗器故障原因分析

结合电抗器的运行环境、投切过程及本身材质结构,介绍了一起35 k V电抗器闪络故障。通过对电抗器运行状态调查、故障设备检查、试验以及理论仿真分析,发现电抗器主要故障原因是断路器频繁投切过电压,在封包玻璃纤维结构不合理的电抗器首端线圈匝间绝缘层产生破坏。针对本次故障问题,提出相应防范措施,为今后电抗器绝缘选型、运行维护提供参考。     

MMC桥臂电抗器穿墙套管故障特性及保护策略

针对双极柔性直流输电系统模块化多电平换流器,分析了桥臂电抗器目前布置方案所存在的故障电流大问题,提出了将桥臂电抗器布置在靠近直流连接点的方案。分析了桥臂电抗器布置在不同位置时对换流器故障电流的影响,并推导了故障电流分量的数学表达式,研究表明桥臂电抗器布置在靠近直流连接点时能够有效限制阀侧接地故障时故障电流上升率,有效降低故障电流水平,同时不会带来较大成本增加。然而桥臂电抗器布置在靠近直流连接点后,其穿墙套管发生相间短路故障时现有保护策略并不能及时发现,给换流器的安全运行带来隐患,提出了一种桥臂电抗器穿墙套管短路保护策略,能够有效识别桥臂电抗器穿墙套管短路故障。最后通过PSCAD/EMTDC对相关分析进行了仿真验证。     

长距离输电线路中间带并联电抗器的双端非同步故障定位算法

针对线路中间带并联电抗器的长距离输电线路提出了基于双端工频量的非同步故障定位算法。对于等值阻抗固定的并联电抗器,采用故障前的双端相量估计并联电抗器的实际等值阻抗,从而基于故障后正序网络得到故障点位置。对于可控并联电抗器或故障前数据无法获取的情况,还提出了一种与并联电抗器模型无关的故障定位算法,根据不同故障类型的故障边界条件,利用故障点电压电流相位特性构造定位函数,分析表明该函数在相应定位区间具有单调变化特性,因而各定位区间不存在伪根,求解快速。所提算法均基于分布参数模型,双端数据不同步角采用故障前或故障后测量相量进行补偿。基于PSCAD/EMTDC和MATLAB的仿真结果表明,所提方法计算简单、精度高,对不同步角、故障类型、过渡电阻、故障位置均有较好的适用性。     

多端直流输电系统中限流电抗器配置研究

多端直流电网的故障暂态发展极快,因此在实际工程中一般需要配置限流电抗器来抑制故障电流的上升。但是,限流电抗器的配置在限制故障电流的同时,也会对非故障的部分产生影响,因此文中对多端直流输电系统中限流电抗器的配置进行了研究。建立了多端直流输电系统的故障计算模型,并给出了包含断路器各动作阶段的系统状态量的计算方法;分析了多端直流输电系统中限流电抗器的配置需要考虑的问题;以四端直流输电系统为例,针对不同的限流电抗器配置情况下的直流系统故障过程进行了仿真计算,并根据计算结果分析了限流电抗器对系统最大故障电流、换流站闭锁情况、直流母线过压情况和过电流衰减时间等问题的影响。     

干式空心电抗器匝间短路故障在线监测技术

首先分析了干式空心电抗器匝间短路故障模型,在此基础上提出一种基于功角变化的电抗器匝间绝缘故障在线监测方法,功角测量的精度是实现该方法的关键要素。通过比较快速傅里叶变换法、汉宁窗插值快速傅里叶变换法和汉宁窗插值改进基波相位分离法的误差,分析了频率波动和谐波干扰对功角测量的影响。此外,设计了一种由监测装置、干式空心电抗器智能电子设备(IED)和专家软件组成的电抗器匝间绝缘故障在线监测系统。实验结果表明,汉宁窗插值改进基波相位分离法优于快速傅里叶变换法和汉宁窗插值快速傅里叶变换法,且该监测系统可有效地检测出干式空心电抗器匝间短路故障。     

基于测量阻抗变化的并联电抗器小匝间短路保护

通过分析并联电抗器发生匝间短路后的等效电路,提出了基于测量阻抗变化的电抗器小匝间短路保护方法。此方法根据匝间短路后电抗器测量阻抗降低,辅以电压变化开放判据区分区外故障,能够正确、快速检测正常运行小匝间短路故障以及带匝间故障投入运行的电抗器,并在投入电抗器、区外故障、系统振荡时可靠性高。分析表明,此方法定值整定简单、含义明确,抗电流互感器断线和饱和能力强。动模试验验证了保护方法的正确性与可行性。