一起干式铁心串联电抗器噪音异常的现象分析杨建立,常会军,武成章(河南许继电抗器有限公司)1、引言2006年,配套电容器公司反映,我公司供给天津变电站的三套10KV无功补偿装置中的干式铁心串联电抗器,其中一组电容器所配电抗器噪音异常,铁心发热严重,需进行处理。2、事故现象现场用红外测温仪及声级仪对电抗器做了测试,发现电抗器表面温度正常,为87℃,上铁轭温度很高,达到132℃。电抗器整体噪音为76dB。而其余也是正在运行的两台同型号电抗器温度和噪音都正常。随后该电容器组退出运行,经检查,发现铁心柱内涂刷用于固定铁心饼的树脂已经开裂,并出现发黑碳化现象。用于整体固定的上下拉螺杆两端的双螺母也有几个脱落,可见电抗器整体振动幅度很大。3、事故原因分析针对事故现象值班人员调出当时的电抗器运行数据,并对电容器组的配置做了详细的了解,分析出引起此次事故的成因。电容器公司供给用户的电容器组容量为3000kvar,配5%电抗率的电抗器,电抗器型号为CKSC-150/10-5,不带调容抽头。用户在使用时,由于线路不需要这么多的电容补偿,在电容器组接线时,只使用了2000kvar的电容器组,由于铁心电抗器不带调容抽头,电抗器仍然全容量投入运行。电抗器本体的参数如表1所示,10KV电容器组容量为2000kvar,其参数见表2。表1电抗器参数额定端电压V额定电流A额定电感mH基波下的电坑值Ω3181576.452.025表210KV电容器驵参数额定端电压KV额定电流A额定电容mF基波下的容坑值Ω11/√31050.05360.48按照此配置计算,在相电流为105A时,电抗器的实际容量仅为67kvar,电抗率为3.35%。电抗器在低于额定电流下运行,反而产生如此大的噪音,只可能在某次谐波下发生了谐振,而电抗器的电抗率为3.35%时离5次谐波的谐波的谐振点接近。理论上,在5次谐波的作用下,电抗器的额定电抗值为:2.025Ω×5=10.125Ω电容器组的容抗值为;60.48Ω÷5=12.096Ω电抗器标准JB/T5346-1998《串联电抗器》要求,电抗器的电抗值误差范围为0~+10%,电容器标准GB/T11要求电容器组的电容值误差范围为0~+10%。在实际制作过程中,我公司一般按照+5%,设计产品,电容器厂家大概也是如此,从电容器厂家的出产检验铭牌上也可以看出。所以,实际运行的产品在5次谐波下的电抗值为:10.125Ω×1.05=10.63Ω电容器的容抗值为:12.096÷1.05=11.52Ω从上面的结果可以看出,电容器和电抗器在5次谐波下的电抗值非常接近,考虑制造误差,两者可能相等,这就造成两者在5次谐波下的串联谐振。从而在母线在很小的5次谐波电势下,产生很大的5次谐波电流,造成电抗器的铁磁谐振,引起上述现象。分析完后,在现场人员的配合下,又分别投入3000kvar的电容器组以及1000kvar的电容器组做了比较。从电流监视上面也可以看出;投入3000kvar的电容器组,其平均电流为156A;投入1000kvar的电容器组,其平均电流为54A,而且噪音正常。而投入2000kvar的电容器组的平均电流达到124.5A。所以其中至少有15A以上的等价5次谐波电流,而5次谐波电流是造成铁心铁磁共振的直接原因。4、结束语从以上分析可以看出,3000kvar的电容器组,配置5%的电抗率的铁心电抗器,不能直接将电容器组的容量改为2000kvar,因为这样使电容器组和电抗器易处于5次谐波下的串联谐振状态。此次出现这种情况,是一种偶发事件,为解决该问题,我公司建议,该电抗器返厂维修。天津某变电站所订三套无功补偿装置,以后不能运行于2000kvar容量;如需调节容量运行,用户应配置带1/3、2/3容量抽头的铁心串联电抗器。该强电抗器维修完发给用户后,用户目前运行方式是3000kvar的电容器组全部投入运行,到目前为止,情况正常。2011.9期2011-11-28