3.2.1電抗器運(yùn)行時(shí)的溫升限值
在一定溫度下,絕緣材料不產(chǎn)生熱損壞的時(shí)間稱為絕緣材料的使用壽命。大型電抗器的電流在3500A以上。這樣大的電流流過電抗器,即使電抗器的電阻很小(mΩ級(jí)),功率也在千瓦以上。電器產(chǎn)品的損耗越大,運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量就越大,在一定的條件下,電抗器的溫升也就越高,而溫升增高會(huì)加速絕緣材料的老化,使其失去絕緣性能,從而也會(huì)縮短電抗器的使用壽命。這說明電抗器溫升的高低是保證其質(zhì)量和使用壽命的重要指標(biāo),因此GBl0229-1988和IEC標(biāo)準(zhǔn)中均對(duì)電抗器正常使用條件下的溫升做了專門的規(guī)定。
國(guó)標(biāo)之所以對(duì)電抗器的溫升做嚴(yán)格的限制,是因?yàn)闇厣苯佑绊懼娍蛊魉媒^緣材料的使用壽命。根據(jù)Montsinger的壽命定律,絕緣材料的熱老化與溫度有如下關(guān)系:t=Aexp(aθ)。式中:t為絕緣材料的使用壽命;A為常數(shù),B級(jí)材料約為6.5x105;a為常數(shù),約為0.088;9為絕緣材料的溫度。
由上式看出,對(duì)于B級(jí)絕緣材料,每當(dāng)溫度增加10℃,絕緣材料的使用壽命減少一半,這就是絕緣材料的10℃定則。A級(jí)絕緣材料為8℃,稱為8℃定則。溫升是保證電抗器質(zhì)量和運(yùn)行壽命的重要指標(biāo),電流越大就越難滿足要求。
形成溫升的主要原因有:溫升的設(shè)計(jì)裕度取得很小,使設(shè)計(jì)值與國(guó)標(biāo)規(guī)定的溫升限值很接近;還有制造的原因,如繞制繞組時(shí),線軸的配重不夠、繞制速度過快和停機(jī)均可造成繞組松緊度不好和繞組電阻的變化。另外,接線端子與繞組焊接處的焊接電阻是由于焊接質(zhì)量的問題產(chǎn)生的附加電阻,該焊接電阻產(chǎn)生附加損耗使接線端子處溫升過高。另外,在焊接時(shí)由于接頭設(shè)計(jì)不當(dāng)、焊縫深寬比太大,焊道太小,熱脆性等原因產(chǎn)生的焊縫金屬裂紋都將降低焊接質(zhì)量,增大焊接電阻。
3.2.2處理措施
處理措施:①選擇合理的耐熱等級(jí)絕緣材料、設(shè)計(jì)運(yùn)行溫度更合理的干式電抗器,從根本上解決電抗器戶外運(yùn)行安全性較低的問題,以增加其使用壽命。②開展有效的防紫外線老化包封的防護(hù)漆的選型和研制,從根本上杜絕樹枝狀放電的出現(xiàn)。③改善電抗器上部引線與線圈的密封,2)。④戴帽防止日曬或雨淋,或是搭大棚,以改善通風(fēng)條件,改善電抗器運(yùn)行的環(huán)境溫度。⑤改善工藝條件,提高工藝水平,改善工藝環(huán)境,減少人為因素的影響。
干式空心并聯(lián)電抗器組特點(diǎn)之一是由多個(gè)并聯(lián)的包封組成,但由于設(shè)計(jì)和制造工藝上的問題,會(huì)造成各包封電流密度不一致,導(dǎo)致運(yùn)行中部分包封溫度高。現(xiàn)在某些廠家為了提高經(jīng)濟(jì)效益,過分地提高電流密度,造成熱點(diǎn)溫升過大是電抗器故障的根本原因。因此,適當(dāng)降低電流密度,提高絕緣耐熱等級(jí)是改善電抗器運(yùn)行特性的根本措施。
3.3漏磁
3.3.1漏磁產(chǎn)生的原因及危害
在電抗器軸向位置有接地網(wǎng),徑向位置有設(shè)備,遮欄、構(gòu)架等,都可能因金屬體構(gòu)成閉環(huán)造成較嚴(yán)重的漏磁問題,對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。若在磁場(chǎng)范圍只有較大鐵磁物質(zhì),無閉環(huán)回路問題不大,若有閉環(huán)回路,如地網(wǎng)、構(gòu)架、金屬遮欄等,其漏磁將感應(yīng)環(huán)流達(dá)數(shù)百安培。這不僅增大損耗,更因其建立的反向磁場(chǎng)同電抗器的部分繞組耦合而產(chǎn)生嚴(yán)重問題,如是徑向位置有閉環(huán),將使電抗器繞組過熱或局部過熱,如同變壓器二次側(cè)短路情況,如是軸向位置有在閉環(huán),將使電抗器電流增大和電位分布改變,故漏磁問題并不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為只是發(fā)熱或增加損耗。
3.3.2處理措施
只要消除閉合的金屬環(huán)路,如遠(yuǎn)離金屬構(gòu)架不使用金屬圍欄等,一般就可解決。較困難的是避免接地網(wǎng)及水泥構(gòu)件中的閉環(huán)回路,應(yīng)在安裝之前,核查安裝點(diǎn)是否存在閉環(huán)的接地網(wǎng)或含金眉閉環(huán)的水泥構(gòu)件,合理地布置電抗器的安裝位置及接線端子位置。