一、摘 要

  幹式鐵心串聯電抗器是無功補償裝置中的重要元件，起到保護電容器組及消除電網諧波的作用。其使用不當或配置不當容易造成非常嚴重的後果，可能造成諧波放大或電抗器損毀。文中介紹一起幹式鐵心串聯電抗器在電力系統中運行損壞的事故，對電抗器非正常振動作瞭簡單的分析，找出串聯電抗器的噪音異常增大的原因，提出瞭解決方案，可供運行維護人員參考。

   關鍵詞： 電抗器，幹式鐵心串聯電抗器； 電容器； 諧波治理； 無功補償；  

   二、引 言

   在電力系統中，爲瞭提高電力系統中的功率因數，常採用並聯電容器組來補償電力系統的無功功率。但爲瞭保護電容器組的安全運行，通常在電容器組上加裝串聯電抗器，串聯電抗器與並聯電容器組串聯在一起投入電網運行，還起到以下作用：降低電容器組的操作過電壓；抑制電網中的高次諧波；抑制電容器組投切過程中的合閘湧流，保護電容器組。

   幹式串聯電抗器一般分爲幹式鐵心串聯電抗器和幹式空心串聯電抗器，幹式鐵心串聯電抗器以其體積小
、漏磁小的特點得到廣泛應用。電抗器的容量配置可根據所裝設的並聯電容器容量直接確定。一般情況是對5次以上的諧波按並聯電容器容量的5％或6%選取，而對3 次以上的諧波則應按並聯電容器容量的12%或13%選取。另外，對僅考慮抑制5次以上諧波放大問題的場所（即電抗器容量爲電容器容量的5％或6%）還應注意防止對3次諧波的放大問題，以保證並聯電容器的安全運行
。但是，在電容器組的實際運行中，經常會出現各種各樣的問題，文中選出具有代表性的事故進行分析，供相關從業人員借鑒。

    三、幹式鐵心串聯電抗器事故現象

    2013年鞍山某110kV變電站的10kV無功補償裝置由於電抗器的原因發生單相接地現象，現場看到電容器組正常，電抗器前置，發現電抗器有2個螺杆斷裂，其中的1根螺杆斷裂後剛好搭接到電抗器A相進線銅排上面，引起單相接地。經對産品進行嚴格檢查，鐵心電抗器線圈表面顔色正常，表面無裂痕，測量直流電阻，電阻值和出廠報告沒有差别
，測量電抗器的電抗值，也沒有變化
。但檢查線圈與鐵心内部時，發現澆注鐵心柱的樹脂已經開裂，另外的幾根螺杆也已經松動，包括穿心螺杆也是同樣情況，可見電抗器運行時，整體振動幅度很大。

四、 電抗器廠家探讨幹式鐵心串聯電抗器事故原因

   鐵心電抗器運行時應該噪音很大
，估計在75dB以上，但該變電站爲無人值守變電站，且電抗器運行於室内，所以沒有引起注意。是什麽原因導緻螺杆斷裂？根據值班人員調出的電抗器運行數據，並對電容器組的配置作瞭詳細的瞭解，分析出引起此次事故的成因。

   該套電容器組容量爲6000kvar，單台電容器的型号爲B/3-334-1W，電容器組由18台單元電容器組成，額定電壓10kV，配套burbund品牌的幹式鐵心電抗器的電抗率爲6％，型号爲BCKSC-360/10-6。電容器公司将該套電容器組設計爲可調容方式，分爲3個檔調節，電容器組容量分爲6000kvar、4000kvar和2000kvar。在電抗器本體上設計瞭3檔抽頭，全部按照6%的電抗率進行配套，對應容量分别360kvar、240kvar和12kvar。裝置的容量轉換依靠1個三位置轉換開關。然而在實際接線時，發現在電容器組運行於6000kvar這一檔時，對應的電抗器抽頭是240kvar，電容器組4000kvar容量對應的電抗器抽頭是360kvar，2000kvar的沒錯，對應120kvar的電抗器抽頭，也就是說電容器組前兩個容量對應電抗器的抽頭接反瞭
，實際現場運行的容量爲電容器組4000kvar這一檔。電抗器屬於電容器組中的配套元件，串聯接線於電容器組中。

也就是說，通過電抗器的實際電流比其額定電流要小很多，之所以産生如此大的振動，最大的可能就是在特定頻率下發生瞭諧振，從參數表1可以看出，目前電抗器的電抗率爲4%，離5次諧波的諧振點非常接近，分析如下：理論上
，在5次諧波作用下，電抗器諧波下的電抗值爲1.21×5＝6.05Ω。電容器組諧波下的容抗值爲30.24÷5＝6.048Ω。

   根據電抗器相關标準的要求，電抗器的電抗值誤差範圍爲0～+5％，電容器标準要求電容器組的電容值誤差範圍爲0～+10％。所以，實際電抗器三相的平均電抗值爲1.225Ω，實際運行的産品在5次諧波下的電抗值爲1.225×5＝6.125Ω。電容器組的容抗值在6.048～5.76Ω之間。從上面的結果可以看出，電容器和電抗器在5次諧波下的電抗值幾乎相等，考慮制造誤差，二者也接近於5次諧波下的串聯諧振，這就造成瞭在很小的5次諧波電勢下，産生很大的5次諧波電流，造成諧波放大，引起電抗器鐵心的鐵磁諧振，這就是上述現象産生的原因。幸好電抗器是在低於額定電流狀态下運行，如果電容器組當時運行在6000kvar 的工作狀态，且電抗器實際接在240 kvar的檔位，估計電抗器在很短時間内就會燒毀，引起更大的事故。

根據以上分析，重新制作瞭拉螺杆發到現場，緊固瞭各個緊固件，将電容器組配置到正確的電抗器容量上面。在現場運行人員的配合下，重新投入電容器組，分别觀察3 種補償方式下的電容器組運行情況，設備運行情況良好，電抗器噪音平均在52dB以下，低於相關标準對電抗器噪音的要求。

   五、電抗器廠家關於幹式鐵心串聯電抗器損壞原因原因的總結

   從以上分析可以看出，對於這樣的可調容電容器組，4000kvar的電容器組配置6％電抗率的鐵心電抗器時，不能将電抗器容量接在360kvar檔上，這樣易使電容器組處於5次諧波下的串聯諧振狀态下。此次出現這種情況是1個偶發事件，但也不是僅有的我們以前也處理過相似的案例。目前改組電容器組運行至今，情況良好。

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高壓電抗器種類：幹式空心串聯電抗器、幹式空心限流電抗器、幹式空心濾波電抗器、幹式鐵心串聯電抗器、幹式鐵心起動電抗器。