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阳极电抗器发热故障及原因分析论文

实用文 时间:2021-08-31 手机版

阳极电抗器发热故障及原因分析论文

  摘要:直流输电技术在我国跨区电网中有大量应用,换流阀是直流输电技术中的核心设备。换流阀无法正常工作时,直流输电系统将无法完成整流和逆变。阳极电抗器是换流阀中重要的组件,如果故障,换流阀将无法工作。本文介绍了一起换流阀阳极电抗器发热故障,通过温升试验、解剖分析等方法对阳极电抗器的发热故障原因进行了分析,并提出来相应的措施。

  关键词:换流阀;阳极电抗器;发热

  1故障情况

  2011年7月18日13时,江陵站在红外测温中发现极IY/YC相阀塔从下至上第5层阳极电抗器红外测温达72℃,其余阳极电抗器为52℃,阀厅温度为37℃。阳极电抗器温度超过了设计上限,阳极电抗器有老化和损耗增大的风险,持续运行会导致该发热元件彻底损坏。

  2阳极电抗器功能

  图1是阳极电抗器结构简图,阳极电抗器内部为铁芯上缠绕有线圈,整体再通过环氧树脂浸泡进行固化。阳极电抗器内部装配有水管,通过流入冷却水进行降温。阳极电抗器在小电流下有很大的非饱和电感值,能限制晶闸管电流的上升率。在晶闸管完全导通后,阳极电抗器进入饱和状态,电感值很小。能够耐受冲击电压、电流,保护晶闸管在工况突变时不被击穿。

  3温升试验

  为了查找阳极电抗器故障原因,对此阳极电抗器进行温升试验。试验条件:水温46~51℃,水流量9L/min,热功率=500W@20KHz,在试验中由内圈到外圈设置9个温度测试点。试验结果如图3所示,被试品的局部发热严重,外表面温度分布极不均匀,最大相差51℃。测试点1和3处的外表面温度明显偏高。导致1处温度明显偏高的原因可能是:(1)位置1处的弹性体厚度较小;(2)测试点1处的铁芯损耗异常。

  4原因分析

  对阳极电抗器进行解体,发现铁芯的拉带绷断,断口平整,且有明显的烧焦痕迹。阳极电抗器出现过热的.原因是:长期运行过程中,线圈频繁振动(尤其是进出线位置),导致铁芯压紧钢带疲劳损坏,最终引起损耗异常,带来热量分布不均匀现象。

  5总结

  目前,阳极电抗器在国内直流工程中有着大量应用。从这起发热故障中可以看出,阳极电抗器结构简单,内部元器件少,内部出现故障的几率比较小,但如果选材不当、制作过程中出现疏漏,都可能造成其内部存在隐患,在高电压、大电流工况下,会出现发热故障,直接影响直流输电系统的安全稳定运行。为了提高阳极电抗器的安全稳定运行,避免出现过热甚至引发火灾等情况,可以采取如下措施:(1)设备运行过程中应加强红外测温监测,及时发现过热的阳极电抗器,避免发热故障发展成火灾。(2)阳极电抗器在制造过程中应加强钢带的退火处理的控制,挑选强度更高的钢带,保证其使用寿命。在工程前期就将隐患消除。

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