串联电抗器运行中常见故障引发的原因是什么？
本文介绍了干式铁芯串联电抗器产品的应用和串联电抗器运行中常见的几个问题，包括串联电抗器引线接头烧毁、分接电抗器烧毁分析、电抗器选择不当烧毁、绕组匝间短路烧毁、电抗器温升设计不合理损坏、电抗器噪声过大影响运行、电抗器绝缘距离小破坏等。
引文作者:上海盖能电气市场部（专注干式变压器30年）电话：189 1886 3098（微信同号）
串联式电抗器通常串联在高压电力电容器或电容器组回路上，其主要作用是抑制高次谐波，减少网络电压波形的变形，限制电容器分相切投时的涌流。
串联电抗器运行中常见的问题及解决方法如下：
(1)串联电抗器导线接头烧毁
串联电抗器中，串联电抗器的导线接头经常烧坏。也就是说，外绝缘、各相导线端子和导出铜排连接处烧伤明显，某相负荷侧导线端子烧熔脱落。电容器完好无损，对电抗器进行相关试验，未发现异常。经过分析，绕组与导线连接不良。在运行过程中，由于振动，绕组与导线的连接松动，接触电阻过大。电容组合电抗器投入运行后，接触电阻异常发热，导致接触电阻进一步增大。恶性循环后，接触温度急剧上升。高温导致端子烧损，拉弧，导致相间短路。
在设计电抗器时，应考虑避免绕组与导线连接处因连接松动而导线烧毁。如果在设计中使用螺栓连接，应考虑防止螺栓旋转，造成虚拟连接，或者用铜排与铜排连接。
(2)分接电抗器烧毁分析
分接电抗器是指在绕组上抽出一个或两个分接头，使电抗器能够作为两个或三个不同容量的电抗器使用。在电抗器运行过程中，由于安装过程中电抗器的导线接头连接不正确，电容器的档位与电抗器上的档位不匹配，电抗器无法有效过滤高次谐波，无法发挥电抗器应有的作用，电抗器在分接段线上的匝电密增加数倍，温升达到数百K，铁芯磁密饱和，毁电抗器绕组。
安装方法应注明使用说明书和外形图。现场安装人员必须小心，避免安装错误和松动。
(3)电抗器选择不当烧毁
并联电容器使用串联电抗器主要是为了降低电力电容器组在切割过程中的涌流倍数，抑制电网的高次谐波。
若电抗抗器参数选择不当，谐波会放大，电抗器上的电流和电压会增加，铜导线会过热，绕组上的绝缘层会老化破坏，导致短路烧毁。为了充分发挥电抗器在电网中的效益，用户需要首先准确选择电抗器的百分比。选择原则应该是使网络中最高的谐波分量的相应总电抗值接近零，即应使谐波分量的感抗和容抗接近相等，满足关系式xL>xc/n2:如果系统中以5次谐波为主，则xL>xc/52=0.04xc；如果系统中以3次谐波为主，则xL>xc/32=0.11xc。在实际应用中，如果主要是5次或更多的谐波，通常选择电抗值(5%~6%)的串联电抗器；如果主要限制3次或更多的谐波，通常选择电抗值为12%~13%)的串联电抗器。
需要注意的是，xc和xL不能正好相等，以免产生电磁谐振，造成过电压。一般而言，选择电抗器的感抗比容抗稍大。这既避开了谐振点，又抑制了谐波。
因此，这就要求用户对网络中高次谐波分量的类型和数量有更详细的了解。需要测试才能获得谐波分量的参数。
(4)绕组匝间短路烧毁
在电抗器生产过程中，由于铜线绝缘介质损坏或绕组缠绕过程中铜线绝缘介质损坏，然后在电路中长期运行，局部绝缘介质严重损坏，导致局部匝间短路，形成大电流，绕组局部过热烧坏。因此，铜线外观检查和绕组缠绕都应仔细检查和缠绕铜线，以防止导线绝缘层损坏和匝间短路烧毁。
(5)电抗器温升设计不合理，损坏
电抗器在温升设计中应考虑以下因素:
①组和铁芯的平均温升应符合标准，值小于90K
②考虑绕组和铁芯最热点的温度上升，热点的温度上升与绝缘材料的关系。
③应考虑漏磁对电抗器和整体结构温升的影响。
(6)电抗器噪音过大，影响运行
电气设备的噪声是不容忽视的技术指标，铁芯串联电抗器也不例外。中华人民共和国电力工业标准DL462-1992对噪声有明确规定，如表1所示。
噪声指标的高低标志着制造商的设计能力和技术水平。铁芯串联电抗器噪声的主要噪声源是铁芯，即硅钢片的磁滞伸缩受其材料和紧固铁芯应力的影响。铁芯中的磁通与绕组流动的电流之间是非线性关系。这种非线性感抗是由铁磁材料的性质形成的，而不是由热效应形成的。产品设计中选择的磁通密度越高，噪声必然越大，高次谐波重量越大。对于带气隙的铁芯串联电抗器，每个柱子都有几个铁芯饼，噪声指标更重要，所以降低噪声的方法如下。
（1）硅钢片材料是影响噪声的重要因素。降低磁密度可降低噪音，但注意不要降低太多磁密度，否则会大大增加制造成本。磁密度一般控制在0.8~1.2T之间。也可采用磁伸缩小的优质硅钢片，降低产品噪音。
（2）改进铁芯的加工技术和铁芯的组装技术，降低产品噪音。铁芯加工时要求硅钢板平整，减少硅钢板边缘的毛刺。铁芯组装时，冲头之间用粘接剂或环氧粘接剂粘接冲头，可以降低噪音。
（3）增加绕组的散热通道，即增加散热面积，从而取消电抗器的冷却装置，消除冷却装置带来的噪音。
（4）仔细选择电抗器的电抗率和电抗值，也可以降低电抗器运行中的噪音。当电抗器的电抗值选择不当时，部分高次谐波无法过滤，铁芯主磁通失真，电抗器噪音增加。因此，应准确选择电抗器的电抗值，使电抗器的电抗值偏差在标准要求范围内。总之，如果噪音太大，会导致紧固件断裂，铁芯多点接地，温度升高，电抗器导线松动烧毁等不良后果。
（5）电抗器绝缘距离小，破坏。
在设计电抗器时，还应考虑绕组、进出引线等带电体与铁芯、夹子等接地端和进出线端子之间的安全距离。DL462-1992在中华人民共和国电力工业标准中对带电部分与地面的电气距离有明确规定，如表2所示。
在设计中，如果绝缘距离不符合标准要求，电抗器在运行过程中可能会发生带电体之间和带电体与地面之间的放电。长时间放电后，电抗器的绝缘层会损坏，导致电抗器烧毁。
通过对串联电抗器在电网上运行中常见故障的阐述，可以引起人们对电抗器质量的重视。通过设计和工艺保证电抗器的产品质量；在电抗器的安装和运行过程中，应遵循安装和运行操作规程，避免因运行不当而损坏电抗器。
