干式空心电抗器在工频干扰下的测试方法

发表时间：2020-08-17T05:51:19.180Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第9期 作者： 刘潇

[导读] 从干式空心电抗器设计原理及结构特点出发，详细分析了邻近工频干扰源，干式空心电抗器直流电阻测量时的影响及解决方案。西双版纳供电局变电修试所

摘要：从干式空心电抗器设计原理及结构特点出发，详细分析了邻近工频干扰源，干式空心电抗器直流电阻测量时的影响及解决方案。本文以某35kV干式空心电抗器直流电阻测量试验时其他邻近的35kV干式空心电抗器带电运行情况下为例，讨论了现场造成试验数据超差及实验仪器损坏的原因。通过外加并联电容器的方法，使干式空心电抗器两端感应电流短路不流入直阻仪，屏蔽了工频干扰的影响。使其满足检修规程技术要求，保护试验设备不被感应电损坏。 关键词：干式空心电抗器；直流电阻；并联电容器； 1引言

干式空心电抗器是一种用于限制短路电流、无功补偿和移相等电感性高压电器。是一个只有空心电感线圈没有铁芯的电抗器，磁通经空气形成回路。干式空心电抗器结构特点具体如下：1.无油结构，杜绝了油浸电抗器漏油、易燃等缺点，保证了运行安全。没有铁芯，不存在铁磁饱和，电感值的线性度好；2.采用多层绕组并联的筒形结构，各包封之间有成通风气道，散热性好，热点温度低；3.绕组选用小截面圆导线多股平行绕制，可使涡流损耗和漏磁损耗明显减小；4.绕组外部用浸渍环氧树脂的玻璃纤维缠绕严密包封，并经高温固化，使之具有很好的整体性，其机械强度高，耐受短时电流的冲击能力强；6.采用机械强度高的铝质星形接线架，涡流损耗小；7.干式空心电抗器的整个内外表面上都涂有抗紫外线防老化的特殊防护层，其附着力强，能耐受户外恶劣的气候条件；8.运行安全、噪音低；9.运行时会在其周围空间形成强大的磁场，由于没有闭合磁回路和铁芯对磁场进行规范和束缚，因此磁场发散严重，且具有较强的穿透力，对相邻停电检测电抗器产生干扰，造成试验数据不真实甚至损坏实验仪器。中国南方电网公司的空心电抗器的现场试验项目及判断标准主要依据

《Q/CSG1205019-2018电力设备交接验收规程》及《Q/CSG1206007 -2017电力设备检修试验规程》，干式空心电抗器直流电阻测量是电抗器交接、例行试验的一个重要项目。通过该项试验，可检查干式空心电抗器绕组接头的焊接质量，绕组间是否短路和断裂等情况。因此对运行中干式空心电抗器周围磁场对停电测试电抗器直流电阻测试结果的影响及其抑制方法的研究具有很高的实用价值。 2研究现状及测试方法 2.1研究现状

在500kV变电站内35kV干式空心电抗器对电网的稳定运行起关键作用，因此进行35kV干式空心电抗器预试时不可能多组同时停运。当某组电抗器停电检修时，相邻的干式空心电抗器仍在带电运行，运行时会在其周围空间形成强大的磁场，由于没有闭合磁回路和铁芯对磁场进行规范和束缚，因此磁场发散严重，且具有较强的穿透力，在停运干式空心电抗器组周围仍存在。该磁场强度不会影响运行电抗器的正常运行，但是会较大地影响停运检修干式空心电抗器的试验结果甚至损坏试验仪器。国内对工频干扰下的干式空心电抗器试验工作的情况少有报道，特别是运行中的电抗器对邻近停电测试干式空心电抗器试验数据的影响研究及相关书籍更少。 2.2测试方法

由于在500kV变电站内35kV干式空心电抗器的投切频繁多时可达到平均每天一次，在频繁投切过程中由于干式空心电抗器频繁的形变极易引起电抗器绕组间短路和断裂造成电抗器烧毁。干式空心电抗器的直流电阻测量是干式空心抗器的一个重要试验项目，干式空心电抗器的直流电阻测量主要考察电抗器绝缘和电流回路连接状况，通过该项试验，可检查电抗器绕组接头的焊接质量，绕组间是否短路和断裂等情况及交接时的三相电阻是否平衡。对保障干式空心电抗器的安全运行起到了重要作用。直流电阻测量的主要方法分为传统测量方法和新的测量方法，传统测量方法有压降法和电桥法新的测量方法是助磁法。2.2.1压降法原理是一种测量直流电阻的最简单的方法。在被试电阻上通以直流电流，用合适量程的毫伏表或伏特表测量电阻上的压降，然后根据欧姆定律计算出电阻，即为压降法。由于干式空心电抗器绕组的电感较大，所以测量时必须注意在电源电流稳定后，方可接入电压表进行读数；而在断开电源前，一定要先断开电压表，以免反电动势损坏电压表。绕组直流电阻。压降法虽然比较简便，但准确度不高，灵敏度偏低，厂家与运行部门多采用电桥法测量。2.2.2用电桥法测量时，常采用单臂电桥和双臂电桥等专门测量直流电阻的仪器，由于被测电阻较小，采用双臂电桥。双臂电桥采用1.5~2V的多节并联干电池或蓄电池作为电源，直接测量干式空心电抗器直流电阻。操作简单，受到试验人员的欢迎。用电桥法测量准确度高，灵敏度高，并可直接读数。用电桥测量变压器绕组电阻时，由于绕组的电感较大，同样需等充电电流稳定后，再合上检流计开关；测取读数后拉开电源开关前，先断开检流计。在切断电源前，不但要断开检流计开关，而且要将被试品接入电桥的测量电压线也断开，防止由于拉电源瞬间的反电动势将桥臂电阻间的绝缘击穿和桥臂电阻对地等部位击穿。由于工频干扰下干式空心电抗器直流电阻的测试方法目前使用电桥法测量时，电桥抗干扰能力较差，不适合有强感应电情况下的试验环境。 3空心电抗器的直流电阻测量试验事例

3.1现场试验状况

目前南方电网各供电局在现场测试直流电阻用的是直流电阻快速测试仪（微欧计），是取代直流单、双臂电桥的高精度换代产品。它能根据不同型号的电感线圈自动选择测试电流，以最快的速度显示测试结果。高精度宽量程、采用高性能微处理器控制的电阻测试仪。可以测试1μΩ～3MΩ的电阻，最大显示30，000数。最高测试速度60次/秒，测试速度在15次/秒下，依然可以保证0.05%的准确度，并且读数跳动可控制在3字以下。标配温度补偿功能，可对电阻进行精确测试。此次试验是一某500kV变电站其中一组35kV干式空心电抗器直流电阻测量试验时其他邻近的35kV干式空心电抗器带电运行情况下为例，讨论了现场造成试验数据超差及实验仪器损坏的原因。现场使用的直流电阻测试仪为保定市金达电力科技有限公司的BZZC3391C直流电阻测试仪两台，设备有检定证书且合格证在有效期内，试验前使用标准电阻进行了自检。第一次试验时试验数据见表1所示，试验时由于被试电抗器感应电过强导致其中一台直流电阻仪损坏。

4结束语

在500kV及以上变电站内进行电力设备检修工作时现场环境复杂，相邻间隔和上层母线带电运行特别是运行中的干式空芯电抗器会导致设备产生感应电势和感应电流，干扰工作的正常进行，也会使工作存在危险性损坏试验仪器。本文通过理论和实际验证有效解决了处于工频干扰中的电抗器无法正确检测的问题。 参考文献

[1]《Q/CSG1205019-2018电力设备交接验收规程》. [2]《Q/CSG1206007-2017电力设备检修试验规程》.

[3]画说电工电子技术.王吉华.上海科学技术出版社，2014.07：第16页. [4]电气试验第二版.陈天翔、王寅仲、海世杰.中国电力出版社.第七章.

[5]《中国电力百科全书》.陆延昌.中国电力百科全书:输电与变电卷[M].中国电力出版社,2014.