串聯電抗器運行中常見故障引發的原因是什么？
本文介紹了干式鐵芯串聯電抗器產品的應用和串聯電抗器運行中常見的幾個問題，包括串聯電抗器引線接頭燒毀、分接電抗器燒毀分析、電抗器選擇不當燒毀、繞組匝間短路燒毀、電抗器溫升設計不合理損壞、電抗器噪聲過大影響運行、電抗器絕緣距離小破壞等。
引文作者:上海蓋能電氣市場部（專注干式變壓器30年）電話：189 1886 3098（微信同號）
串聯式電抗器通常串聯在高壓電力電容器或電容器組回路上，其主要作用是抑制高次諧波，減少網絡電壓波形的變形，限制電容器分相切投時的涌流。
串聯電抗器運行中常見的問題及解決方法如下：
(1)串聯電抗器導線接頭燒毀
串聯電抗器中，串聯電抗器的導線接頭經常燒壞。也就是說，外絕緣、各相導線端子和導出銅排連接處燒傷明顯，某相負荷側導線端子燒熔脫落。電容器完好無損，對電抗器進行相關試驗，未發現異常。經過分析，繞組與導線連接不良。在運行過程中，由于振動，繞組與導線的連接松動，接觸電阻過大。電容組合電抗器投入運行后，接觸電阻異常發熱，導致接觸電阻進一步增大。惡性循環后，接觸溫度急劇上升。高溫導致端子燒損，拉弧，導致相間短路。
在設計電抗器時，應考慮避免繞組與導線連接處因連接松動而導線燒毀。如果在設計中使用螺栓連接，應考慮防止螺栓旋轉，造成虛擬連接，或者用銅排與銅排連接。
(2)分接電抗器燒毀分析
分接電抗器是指在繞組上抽出一個或兩個分接頭，使電抗器能夠作為兩個或三個不同容量的電抗器使用。在電抗器運行過程中，由于安裝過程中電抗器的導線接頭連接不正確，電容器的檔位與電抗器上的檔位不匹配，電抗器無法有效過濾高次諧波，無法發揮電抗器應有的作用，電抗器在分接段線上的匝電密增加數倍，溫升達到數百K，鐵芯磁密飽和，毀電抗器繞組。
安裝方法應注明使用說明書和外形圖?，F場安裝人員必須小心，避免安裝錯誤和松動。
(3)電抗器選擇不當燒毀
并聯電容器使用串聯電抗器主要是為了降低電力電容器組在切割過程中的涌流倍數，抑制電網的高次諧波。
若電抗抗器參數選擇不當，諧波會放大，電抗器上的電流和電壓會增加，銅導線會過熱，繞組上的絕緣層會老化破壞，導致短路燒毀。為了充分發揮電抗器在電網中的效益，用戶需要首先準確選擇電抗器的百分比。選擇原則應該是使網絡中最高的諧波分量的相應總電抗值接近零，即應使諧波分量的感抗和容抗接近相等，滿足關系式xL>xc/n2:如果系統中以5次諧波為主，則xL>xc/52=0.04xc；如果系統中以3次諧波為主，則xL>xc/32=0.11xc。在實際應用中，如果主要是5次或更多的諧波，通常選擇電抗值(5%~6%)的串聯電抗器；如果主要限制3次或更多的諧波，通常選擇電抗值為12%~13%)的串聯電抗器。
需要注意的是，xc和xL不能正好相等，以免產生電磁諧振，造成過電壓。一般而言，選擇電抗器的感抗比容抗稍大。這既避開了諧振點，又抑制了諧波。
因此，這就要求用戶對網絡中高次諧波分量的類型和數量有更詳細的了解。需要測試才能獲得諧波分量的參數。
(4)繞組匝間短路燒毀
在電抗器生產過程中，由于銅線絕緣介質損壞或繞組纏繞過程中銅線絕緣介質損壞，然后在電路中長期運行，局部絕緣介質嚴重損壞，導致局部匝間短路，形成大電流，繞組局部過熱燒壞。因此，銅線外觀檢查和繞組纏繞都應仔細檢查和纏繞銅線，以防止導線絕緣層損壞和匝間短路燒毀。
(5)電抗器溫升設計不合理，損壞
電抗器在溫升設計中應考慮以下因素:
①組和鐵芯的平均溫升應符合標準，值小于90K
②考慮繞組和鐵芯最熱點的溫度上升，熱點的溫度上升與絕緣材料的關系。
③應考慮漏磁對電抗器和整體結構溫升的影響。
(6)電抗器噪音過大，影響運行
電氣設備的噪聲是不容忽視的技術指標，鐵芯串聯電抗器也不例外。中華人民共和國電力工業標準DL462-1992對噪聲有明確規定，如表1所示。
噪聲指標的高低標志著制造商的設計能力和技術水平。鐵芯串聯電抗器噪聲的主要噪聲源是鐵芯，即硅鋼片的磁滯伸縮受其材料和緊固鐵芯應力的影響。鐵芯中的磁通與繞組流動的電流之間是非線性關系。這種非線性感抗是由鐵磁材料的性質形成的，而不是由熱效應形成的。產品設計中選擇的磁通密度越高，噪聲必然越大，高次諧波重量越大。對于帶氣隙的鐵芯串聯電抗器，每個柱子都有幾個鐵芯餅，噪聲指標更重要，所以降低噪聲的方法如下。
（1）硅鋼片材料是影響噪聲的重要因素。降低磁密度可降低噪音，但注意不要降低太多磁密度，否則會大大增加制造成本。磁密度一般控制在0.8~1.2T之間。也可采用磁伸縮小的優質硅鋼片，降低產品噪音。
（2）改進鐵芯的加工技術和鐵芯的組裝技術，降低產品噪音。鐵芯加工時要求硅鋼板平整，減少硅鋼板邊緣的毛刺。鐵芯組裝時，沖頭之間用粘接劑或環氧粘接劑粘接沖頭，可以降低噪音。
（3）增加繞組的散熱通道，即增加散熱面積，從而取消電抗器的冷卻裝置，消除冷卻裝置帶來的噪音。
（4）仔細選擇電抗器的電抗率和電抗值，也可以降低電抗器運行中的噪音。當電抗器的電抗值選擇不當時，部分高次諧波無法過濾，鐵芯主磁通失真，電抗器噪音增加。因此，應準確選擇電抗器的電抗值，使電抗器的電抗值偏差在標準要求范圍內。總之，如果噪音太大，會導致緊固件斷裂，鐵芯多點接地，溫度升高，電抗器導線松動燒毀等不良后果。
（5）電抗器絕緣距離小，破壞。
在設計電抗器時，還應考慮繞組、進出引線等帶電體與鐵芯、夾子等接地端和進出線端子之間的安全距離。DL462-1992在中華人民共和國電力工業標準中對帶電部分與地面的電氣距離有明確規定，如表2所示。
在設計中，如果絕緣距離不符合標準要求，電抗器在運行過程中可能會發生帶電體之間和帶電體與地面之間的放電。長時間放電后，電抗器的絕緣層會損壞，導致電抗器燒毀。
通過對串聯電抗器在電網上運行中常見故障的闡述，可以引起人們對電抗器質量的重視。通過設計和工藝保證電抗器的產品質量；在電抗器的安裝和運行過程中，應遵循安裝和運行操作規程，避免因運行不當而損壞電抗器。
