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干式空心电抗器因其参数稳定、线性特性好、噪音低、损耗小等优点,在电力系统中被广泛使用。由于制作工艺和绝缘破损等问题,长时间运行后的干式空心电抗器起火烧损的现象时有发生,现有的干式空心电抗器过热故障检测/监测手段均存在一定的局限性,为避免干式空心电抗器起火烧损,维护电网的安全稳定运行,有必要开展干式空心电抗器过热故障预警方法的研究。本文指出了现有干式空心电抗器过热故障检测/监测方法存在的不足,结合前人在相关领域的研究成果,提出了基于温度和特征气体共同监测判断干式空心电抗器过热状态的方法。用COMSOL仿真软件对变电站实际使用的35kV干式空心电抗器进行建模,仿真研究电抗器包封在额定运行和故障运行状态下的温度分布,基于仿真结果,提出温度传感器的监测布点。设计干式空心电抗器包封绝缘材料双酚A型环氧树脂的过热分解试验,通过各种化学检测手段,提出了能反应干式空心电抗器过热状态的特征气体TVOC。设计干式空心电抗器过热故障模拟试验,研究TVOC含量值随过热温度、过热时间及风速等环境因素改变时的变化规律,提出通过TVOC含量值判断干式空心电抗器过热状态的监测方法。基于仿真和试验研制了干式空心电抗器过热故障预警系统。由温度场仿真结果可知,额定运行条件下,电抗器包封在轴向上温度先升高后降低,每个包封的温度最高值出现在包封距底端约1700mm～2000mm处,电抗器温度最高值出现在包封8距离顶端约580mm处,整个电抗器的温度范围为58.22℃～97.81℃。当包封出现过热故障时,电抗器包封温度分布发生改变,温度最高值由包封8上端面变为故障区域中心点,且电抗器整体温度增加,温度最大值超过210℃。通过绝缘材料的过热分解试验,提出了能反应干式空心电抗器过热状态的特征气体TVOC。干式空心电抗器过热故障模拟试验的结果表明TVOC体积分数随过热温度增高而增加,当过热温度超过160℃时,TVOC体积分数高于2×10-8;且TVOC体积分数值受风速影响较大,呈负相关性。文章通过仿真和试验相结合,确定了能反应干式空心电抗器过热状态的特征气体TVOC,找出了 TVOC含量值随电抗器过热温度变化的规律,提出了基于特征气体和温度共同监测的干式空心电抗器过热故障预警方法,并研发了干式空心电抗器过热故障预警系统,在湖南省电力公司500kV长阳铺变电站安装使用,可以实时准确的监测干式空心电抗器外包封的温度值和包封绝缘材料因过热产生的特征气体浓度,通过后台服务器及时判断干式空心电抗器的过热状态,并生成测试报告。