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陽極電抗器發熱故障及原因分析論文

實用文 時間:2021-08-31 手機版

陽極電抗器發熱故障及原因分析論文

  摘要:直流輸電技術在我國跨區電網中有大量應用,換流閥是直流輸電技術中的核心設備。換流閥無法正常工作時,直流輸電系統將無法完成整流和逆變。陽極電抗器是換流閥中重要的組件,如果故障,換流閥將無法工作。本文介紹了一起換流閥陽極電抗器發熱故障,通過溫升試驗、解剖分析等方法對陽極電抗器的發熱故障原因進行了分析,并提出來相應的措施。

  關鍵詞:換流閥;陽極電抗器;發熱

  1故障情況

  2011年7月18日13時,江陵站在紅外測溫中發現極IY/YC相閥塔從下至上第5層陽極電抗器紅外測溫達72℃,其余陽極電抗器為52℃,閥廳溫度為37℃。陽極電抗器溫度超過了設計上限,陽極電抗器有老化和損耗增大的風險,持續運行會導致該發熱元件徹底損壞。

  2陽極電抗器功能

  圖1是陽極電抗器結構簡圖,陽極電抗器內部為鐵芯上纏繞有線圈,整體再通過環氧樹脂浸泡進行固化。陽極電抗器內部裝配有水管,通過流入冷卻水進行降溫。陽極電抗器在小電流下有很大的非飽和電感值,能限制晶閘管電流的上升率。在晶閘管完全導通后,陽極電抗器進入飽和狀態,電感值很小。能夠耐受沖擊電壓、電流,保護晶閘管在工況突變時不被擊穿。

  3溫升試驗

  為了查找陽極電抗器故障原因,對此陽極電抗器進行溫升試驗。試驗條件:水溫46~51℃,水流量9L/min,熱功率=500W@20KHz,在試驗中由內圈到外圈設置9個溫度測試點。試驗結果如圖3所示,被試品的局部發熱嚴重,外表面溫度分布極不均勻,最大相差51℃。測試點1和3處的外表面溫度明顯偏高。導致1處溫度明顯偏高的原因可能是:(1)位置1處的彈性體厚度較小;(2)測試點1處的鐵芯損耗異常。

  4原因分析

  對陽極電抗器進行解體,發現鐵芯的拉帶繃斷,斷口平整,且有明顯的燒焦痕跡。陽極電抗器出現過熱的.原因是:長期運行過程中,線圈頻繁振動(尤其是進出線位置),導致鐵芯壓緊鋼帶疲勞損壞,最終引起損耗異常,帶來熱量分布不均勻現象。

  5總結

  目前,陽極電抗器在國內直流工程中有著大量應用。從這起發熱故障中可以看出,陽極電抗器結構簡單,內部元器件少,內部出現故障的幾率比較小,但如果選材不當、制作過程中出現疏漏,都可能造成其內部存在隱患,在高電壓、大電流工況下,會出現發熱故障,直接影響直流輸電系統的安全穩定運行。為了提高陽極電抗器的安全穩定運行,避免出現過熱甚至引發火災等情況,可以采取如下措施:(1)設備運行過程中應加強紅外測溫監測,及時發現過熱的陽極電抗器,避免發熱故障發展成火災。(2)陽極電抗器在制造過程中應加強鋼帶的退火處理的控制,挑選強度更高的鋼帶,保證其使用壽命。在工程前期就將隱患消除。

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