干式電抗器是變電站最常見的無功補(bǔ)償設(shè)備之一,與傳統(tǒng)的油浸鐵芯式電抗器相比,具有重量輕、參數(shù)穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度高、維護(hù)簡單、噪音低、損耗小等優(yōu)點(diǎn),能夠有效調(diào)解電網(wǎng)中的過剩容性無功,保證電能質(zhì)量,對于交流系統(tǒng)無功補(bǔ)償及濾除諧波,以及直流系統(tǒng)限制故障電流、平抑直流紋波、抑制換向失敗均具有重要作用。本書對電抗器器基本知識進(jìn)行介紹,詳細(xì)闡述了各類電抗器結(jié)構(gòu)及工作原理、運(yùn)檢技術(shù),介紹了基于可聽聲學(xué)的干式電抗器故障診斷方法,最后對大量典型案例進(jìn)行分析,對于故障發(fā)生的概況、現(xiàn)場檢查、事故原因進(jìn)行了詳細(xì)闡述及分析,以便吸取事故教訓(xùn),減少故障發(fā)生。
本書對電抗器器基本知識進(jìn)行介紹,詳細(xì)闡述了各類電抗器結(jié)構(gòu)及工作原理、運(yùn)檢技術(shù),介紹了基于可聽聲學(xué)的干式電抗器故障診斷方法,最后對大量典型案例進(jìn)行分析,對于故障發(fā)生的概況、現(xiàn)場檢查、事故原因進(jìn)行了詳細(xì)闡述及分析,以便吸取事故教訓(xùn),減少故障發(fā)生。理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)用性強(qiáng),既可以幫助運(yùn)行、檢修人員更深入的理解電抗器設(shè)備工作原理,掌握電抗器故障診斷技術(shù),了解互感器常見故障現(xiàn)象、故障原因及處理策略,提高故障處理效率,還可以為電力設(shè)計、施工人員提供一些提示和參考。
導(dǎo)線通電時會在其周圍空間產(chǎn)生磁場,然而通電長直導(dǎo)線的電感較小,產(chǎn)生的磁場不強(qiáng),因此實(shí)際應(yīng)用中通常將導(dǎo)線繞制成螺線管形式以增強(qiáng)其電感,稱空心電抗器。有時為了進(jìn)一步增強(qiáng)螺線管的電感性能,會在其中插入鐵芯組成鐵芯電抗器。常見的電力電抗器按照冷卻介質(zhì)可分為干式電抗器、油浸式電抗器兩類,按接線方式可分為串聯(lián)電抗器、并聯(lián)電抗器兩類,按具體用途可分為限流電抗器、濾波電抗器、平波電抗器、功率因數(shù)補(bǔ)償電抗器、消弧線圈、諧振電抗器等,電抗器對于交流系統(tǒng)無功補(bǔ)償及濾除諧波,以及直流系統(tǒng)限制故障電流、平抑直流紋波、抑制換向失敗均具有重要作用。
近年來,隨著電抗器在電網(wǎng)中的裝用量逐年增長及長期運(yùn)行,實(shí)際運(yùn)行中不斷出現(xiàn)各類故障,如由于絕緣受潮、局部放電電弧、局部過熱絕緣燒損等造成線圈匝間絕緣擊穿故障,電抗器漏磁造成絕緣支柱金屬底座、接地網(wǎng)、螺栓、周圍金屬構(gòu)架等組部件發(fā)熱缺陷,以及干式空心電抗器結(jié)構(gòu)件松動、內(nèi)部裂紋、諧波異常等導(dǎo)致的異響等,各類缺陷或異常如未及時發(fā)現(xiàn)或處理,進(jìn)一步發(fā)展甚至引發(fā)設(shè)備損毀等事故,嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全。從實(shí)際情況來看,傳統(tǒng)的紅外熱像、紫外成像等帶電檢測技術(shù),對于識別干式電抗器表面放電、發(fā)熱缺陷具有較好的檢測效果,但對于電抗器內(nèi)部缺陷缺乏有效的監(jiān)測預(yù)警手段。國內(nèi)外的眾多電氣領(lǐng)域研究人員根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要,在干式電抗器不停電檢測方面不斷開展研究,促使檢測技術(shù)水平不斷提升,形成了電氣、化學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)等多位一體的檢測新格局,基于不停電檢測的設(shè)備狀態(tài)評價與診斷新方法層出不窮,通過現(xiàn)場實(shí)測與后期的評價診斷發(fā)現(xiàn)了許多設(shè)備潛伏性缺陷,有效避免了很多故障的發(fā)生。
本書對電抗器基本知識進(jìn)行介紹,詳細(xì)闡述了干式電抗器結(jié)構(gòu)及工作原理。介紹了電抗器運(yùn)檢要點(diǎn),總結(jié)了干式電抗器常見故障類型,介紹了干式電抗器各類故障診斷檢測技術(shù)和發(fā)展現(xiàn)狀。以聲學(xué)可視化故障檢測技術(shù)為背景,結(jié)合干式電抗器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和聲場特性,詳細(xì)介紹了實(shí)現(xiàn)基于聲信號可視化的干式電抗器故障檢測技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),包括干式電抗器振動特性、現(xiàn)場可聽聲信號獲取、聲學(xué)傳感器選型和布置方案,分析了各類機(jī)械故障、絕緣缺陷的聲學(xué)特性,并介紹了基于可聽聲學(xué)的干式電抗器故障診斷方法。最后對大量典型案例進(jìn)行分析,對于故障發(fā)生的概況、現(xiàn)場檢查、事故原因進(jìn)行了詳細(xì)闡述,以便幫助一線運(yùn)檢人員深入理解電抗器工作原理,掌握電抗器運(yùn)檢技術(shù),了解電抗器常見故障現(xiàn)象、故障原因及處理策略,提高故障處理效率,避免設(shè)備損壞造成經(jīng)濟(jì)損失。
本書由國網(wǎng)寧夏電力有限公司電力科學(xué)研究院和湖北工業(yè)大學(xué)共同編寫完成。由于時間倉促,書中難免有不妥之處,歡迎讀者批評指正。
國網(wǎng)寧夏電力公司電力科學(xué)研究院內(nèi)設(shè)機(jī)構(gòu)為8個職能管理部室和11個生產(chǎn)科研專業(yè)室。8個管理職能部門包括院長工作部、生產(chǎn)技術(shù)部、經(jīng)營管理部、安全監(jiān)察部、財務(wù)部、人力資源部、法規(guī)與企業(yè)管理部、黨群工作部;11個生產(chǎn)科研專業(yè)室包括高壓室、系統(tǒng)室、自動室、計量室、鍋爐室、汽機(jī)室、熱工室、金屬室、化學(xué)室、環(huán)保室、信息室。
前言
1 干式電抗器工作理論
1.1 干式電抗器分類及結(jié)構(gòu)
1.2 干式電抗器工作原理及電氣特性
1.3 干式電抗器絕緣性能
2 干式電抗器運(yùn)維與故障檢測技術(shù)
2.1 干式電抗器運(yùn)維技術(shù)
2.2 干式電抗器故障檢測技術(shù)
3 基于可聽聲學(xué)的干式電抗器故障檢測方法
3.1 干式電抗器力學(xué)特性分析
3.2 現(xiàn)場可聽聲信號獲取
3.3 聲信號處理
3.4 聲場可視化
3.5 基于Labview的聲成像定位系統(tǒng)
4 干式電抗器典型故障案例分析
4.1 基于傳統(tǒng)檢測技術(shù)的故障案例分析
4.2 基于聲學(xué)成像檢測技術(shù)的故障案例分析
參考文獻(xiàn)