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1、埋弧爐變壓器無功補(bǔ)償?shù)陌踩\(yùn)行,1,前言,隨著大型埋弧爐三次側(cè)的，中壓補(bǔ)償電容的增多，電容補(bǔ)償所引發(fā)的，電爐變壓器損壞的事故頻發(fā)。西北地區(qū)冶煉行業(yè)近年來就發(fā)生多起同類事故如；山西陽煤，內(nèi)蒙沙坷土、中鹽吉蘭泰、平羅興平化工、平羅大地化工、中寧興爾泰化工、甘肅武威、陜西神木、府谷等，均有因中壓補(bǔ)償故障燒毀變壓器的例子。國(guó)內(nèi)較大的生產(chǎn)電爐變壓器的廠家均受其所累。還許多類似的補(bǔ)償系統(tǒng)正在運(yùn)行，存在很大的安全隱患。已成為行業(yè)亟待解決的共性問題,二、補(bǔ)償?shù)姆绞郊靶Ч?埋弧封閉電爐容量越來越大，爐子電阻隨容量的增加而減小，電抗值卻增大，電爐容量越大功率因素越低，功率因素的補(bǔ)償勢(shì)在必行。節(jié)約能源 要符合供電企2、業(yè)規(guī)定 cos0.9,電爐補(bǔ)償?shù)姆绞?高壓補(bǔ)償補(bǔ)償電容并聯(lián)在電爐變壓器的一次側(cè)補(bǔ)償方式最簡(jiǎn)單它能改變電爐變壓器一次側(cè)線路接補(bǔ)償電容前的,電流相位角，滿足供電部門對(duì)用戶功率因素的要求，但不能改變爐子的運(yùn)行特性，也不能改變電爐變壓器一次側(cè)電流的相位角，高壓補(bǔ)償都采用計(jì)算一定容量固定補(bǔ)償，特別對(duì)硅鐵，投料熔煉出料，負(fù)荷變化較大，不能進(jìn)行調(diào)整，會(huì)出現(xiàn)過補(bǔ)及欠補(bǔ)。,在低壓側(cè)（二次側(cè)）補(bǔ)償 這種補(bǔ)償方式需要采用價(jià)格昂貴的低壓電容器，而且占地面積大，雖然它不能改變爐子的運(yùn)行特性。但他能改變爐變的一、二次側(cè)電流的相位角，由于低壓電壓很低，電流太大，不能全額補(bǔ)償在短網(wǎng)上，需與中壓或高壓共同補(bǔ)償才能更好保證功率因3、數(shù)。,中壓補(bǔ)償 是這里重點(diǎn)論述的補(bǔ)償方式，是在串帶變的主變上加一個(gè)補(bǔ)償線圈接補(bǔ)償電容。這種補(bǔ)償方式由于性價(jià)比相對(duì)較高.近年來很多用戶喜歡用這種補(bǔ)償方式，這種補(bǔ)償不能改變爐子的參數(shù)和特征，但能減少一次側(cè)的電流和視在功率。帶中壓補(bǔ)償時(shí)，在主變上增加一個(gè)補(bǔ)償線圈，目前高耗能電壓等級(jí)越來越高，從35kV到110kV，大型電爐變壓器大多數(shù)采用10kV補(bǔ)償方案中壓補(bǔ)償，,從補(bǔ)償理論分析，中壓補(bǔ)償電容器技術(shù)是成熟的，但大型電爐變壓器的補(bǔ)償經(jīng)驗(yàn)還有待于進(jìn)一步豐富經(jīng)驗(yàn)，特別是電爐變壓器的中壓的電容補(bǔ)償?shù)某商自O(shè)備，無論是從設(shè)計(jì)、制造、部件、安裝、連接線路及操作方式都出現(xiàn)過問題，而且補(bǔ)償回路中保護(hù)不完善，造成電爐變4、壓器在非正常工作狀態(tài)下運(yùn)行。電石爐工作過程中無功周期性波動(dòng)大電容器組的頻繁投切操作過電壓及涌流導(dǎo)致電容器爆炸，變壓器本體與補(bǔ)償電容之間的連接電纜頭爆炸,在電容器組投切及爐變級(jí)電壓的調(diào)節(jié)，會(huì)引起系統(tǒng)阻抗的變化，引起系統(tǒng)串聯(lián)或并聯(lián)諧振。經(jīng)常調(diào)控運(yùn)行及分合閘頻繁，在冶煉過程中諧波非常大。中壓補(bǔ)償是建立在電爐變壓器中壓補(bǔ)償線圈上，容易發(fā)生諧振。,系統(tǒng),s,1C,2C,3C,Yn,D11,D11,系統(tǒng),s,C,C,過電壓或電纜頭受潮間歇電弧過電壓,補(bǔ)償電容均有多臺(tái)電容器并聯(lián)組成的容量，根據(jù)高耗能電容器出現(xiàn)事故的頻率，基本所有的高耗能電容器生產(chǎn)廠家均出現(xiàn)過事故，供電局給設(shè)計(jì)電氣圖紙均不考慮廠家設(shè)計(jì)中壓補(bǔ)償5、的保護(hù)原因是中壓補(bǔ)償是建立在電爐變壓器中壓補(bǔ)償線圈上 供電部門整定繼電保護(hù)主要考慮電網(wǎng)安全，所有補(bǔ)償電容保護(hù)均由廠家自行負(fù)責(zé)。中壓出線到電容器柜間沒有保護(hù)，,過電壓、電纜頭接地、斷路器的截流過電壓、補(bǔ)償裝置的“先投后切”誤操作等均能引發(fā)短路近年來由于這些小問題引起變壓器燒毀的大事故的 問題居多。大的埋弧爐變壓器均由三個(gè)單相變壓器組成，由中壓補(bǔ)償引起的大多三個(gè)變壓器組同時(shí)燒毀。變壓器檢修、運(yùn)輸、安裝得一個(gè)多月的時(shí)間，損失極大。,府谷,17,252kV以下系統(tǒng)可能出現(xiàn)的諧振過電壓,空載母線與電磁電壓互感器中性點(diǎn)不接地變壓器非全相運(yùn)行23pu35kV 系統(tǒng) 中性點(diǎn)PT飽和配電變壓器高壓繞組對(duì)地短路送6、電線路一相斷線且一端接地或不接地消弧線圈脫諧度不當(dāng)無功補(bǔ)償不當(dāng)投切電容器暫態(tài)過程,府谷,18,操作過電壓,線路合閘及重合閘過電壓252kV 以下系統(tǒng)一般不超過 3.0pu 無需限制空載線路分閘過電壓66kV 以下系統(tǒng) 34pu不對(duì)稱故障分閘和振蕩解列過電壓隔離開關(guān)操作空載母線 2.0pu366kV系統(tǒng) 開斷電容補(bǔ)償 4.0pu操作空載變壓器 4.0pu,19,間歇電弧,不接地3.5pu消弧線圈3.2pu電阻接地2.5pu,補(bǔ)償問題的解決方式完善系統(tǒng)與繼電保護(hù)配置,目前中壓補(bǔ)償?shù)碾姞t變壓器頻頻發(fā)生燒損事故，多為補(bǔ)償系統(tǒng)電纜接地，間歇電弧過電壓引發(fā)其它電纜頭絕緣擊穿，形成相間短路；變壓器的繼電保護(hù)7、不完善，對(duì)此種故障無靈敏度，直到變壓器燒損、形成變壓器內(nèi)部故障后動(dòng)作跳閘。,一次設(shè)備方面,加裝Z型接地變壓器電纜電路的電容使接地電弧不能可靠熄滅，將產(chǎn)生以下后果；單相接地電弧發(fā)生間歇性的熄滅與重燃，會(huì)產(chǎn)生弧光接地過電壓，其幅值可達(dá)4Un或者更高，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)對(duì)電氣設(shè)備的絕緣造成極大的危害，在絕緣薄弱處形成擊穿，造成重大損失。持續(xù)電弧造成空氣的離解，破壞了周圍空氣的絕緣，容易發(fā)生相間短路；,為防止上述事故的發(fā)生，為系統(tǒng)提供足夠的零序電流和零序電壓，使接地保護(hù)可靠動(dòng)作，需人為建立一個(gè)中性點(diǎn)，在中性點(diǎn)接入接地電阻。接地變就是人為制造了一個(gè)中性點(diǎn)接地電阻，它的接地電阻一般很小。接地變對(duì)正序、負(fù)序電流8、呈高阻抗，繞組中只流過很小的勵(lì)磁電流。,Z形接線使每個(gè)鐵心柱上兩段繞組繞向相反，同心柱上兩繞組流過相等的零序電流呈現(xiàn)低阻抗，零序電流在繞組上的壓降很小，既X0較小，系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，Z0呈電阻性，產(chǎn)生電阻性電流，避免容性電流的間歇電弧過電壓，并使零序電流保護(hù)快速動(dòng)作，避免燒損變壓器。優(yōu)勢(shì)在于：有效地限制間歇性弧光過電壓，由于健全相過電壓降低，發(fā)生異地兩相接地的可能性隨之減小；單相接地時(shí)電容充電的暫態(tài)過電壓受到抑制；方便配置單相接地故障保護(hù)，使線路故障的自動(dòng)檢出容易實(shí)現(xiàn)。,小電阻接地系統(tǒng),接地變壓器,R,補(bǔ)償設(shè)備,測(cè)定系統(tǒng)電容，配置接地電阻,由電阻決定的電流要大于倍電容電流,二次設(shè)備方面,設(shè)置9、零序電流保護(hù)單組無功補(bǔ)償保護(hù)配置,動(dòng)作電流整定,保護(hù)動(dòng)作后，延時(shí)0.020.1s 跳開無功補(bǔ)償設(shè)備，如果故障繼續(xù)存在0.5s 跳開主變。,多組無功補(bǔ)償保護(hù)配置,動(dòng)作電流整定,各組無功補(bǔ)償設(shè)備的接地保護(hù)，為接地故障的主保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作后，延時(shí)0.020.1s 跳開無功補(bǔ)償設(shè)備；接地電阻回路的接地保護(hù)，為接地故障的總后備保護(hù)，如果故障繼續(xù)存在，則0.5s 跳開主變。,增設(shè)變壓器反限時(shí)過電流保護(hù),變壓器短時(shí)過電流特性為（In/Ud）2t2。反時(shí)限曲線特性與之配合,反時(shí)限曲線的選擇在電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)型反時(shí)限電流保護(hù)通用技術(shù)條件（DL/T 8232002）中，反時(shí)限零序過電流保護(hù)特性方程為,式中:C反時(shí)限10、特性常數(shù)；k反時(shí)限常數(shù)；IOB啟動(dòng)電流；Tp時(shí)間系數(shù)。,整定,其他應(yīng)注意的問題,加強(qiáng)型 鐵芯電抗器、空心電抗器應(yīng)布置在電容器的前端，使電抗器抑制諧波的同時(shí)起到限制涌流的作用。電容補(bǔ)償?shù)耐肚幸欢ㄒ匆?guī)程“后投先切”停運(yùn)后禁止自動(dòng)重合閘。補(bǔ)償套管處加裝阻容吸收裝置，阻容吸收是頻敏元件，能有效抑制操作過電壓。變壓器的補(bǔ)償線圈要加強(qiáng)絕緣。補(bǔ)償容量遠(yuǎn)小于變壓器容量。補(bǔ)償線圈到高壓線圈的阻抗要大。,結(jié)論,從埋弧爐變壓器燒損的現(xiàn)場(chǎng)情況看，均是補(bǔ)償回路中其他元件由于過電壓等原因擊穿-接地短路。致使埋弧爐變壓器在非正常狀態(tài)運(yùn)行，這種非正常狀態(tài)如不及時(shí)處理或告警，預(yù)示著將會(huì)引發(fā)變壓器內(nèi)部故障。在10KV中壓補(bǔ)償回路增加接地變壓器與零序保護(hù)的配合是一種有效的保護(hù)，在回路中只要有一點(diǎn)接地立刻報(bào)警跳閘，避免過電壓及短路沖擊變壓器。,結(jié)論,接地變壓器及其接地電阻是消除間歇電弧過電壓的有效方式，應(yīng)優(yōu)先考慮。國(guó)內(nèi)已廣泛使用在10kV、6kV系統(tǒng)，最近35kV 風(fēng)電系統(tǒng)亦在進(jìn)行電網(wǎng)改造。,零序電流保護(hù)是快速、靈敏的接地故障保護(hù)。有效的切除接地故障，保護(hù)變壓器及補(bǔ)償設(shè)備的安全。,結(jié)論,反限時(shí)過電流保護(hù)可以靈敏、有效的發(fā)現(xiàn)主變過電流故障，及時(shí)報(bào)警、跳閘，使變壓器退出運(yùn)行。,結(jié)論,謝謝,