埋弧炉变压器无功补偿的安全运行概论

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1、埋弧炉变压器无功补偿的安全运行锦州新生变压公司器有限责任范新萍1前言随着大型埋弧炉三次侧的，中压补偿电容的增多，电容补偿所引发的，电炉变压器损坏的事故频发。西北地区冶炼行业近年来就发生多起同类事故如；山西阳煤，内蒙沙坷土、中盐吉兰泰、平罗兴平化工、平罗大地化工、中宁兴尔泰化工、甘肃武威、陕西神木、府谷等，均有因中压补偿故障烧毁变压器的例子。国内较大的生产电炉变压器的厂家均受其所累。还许多类似的补偿系统正在运行，存在很大的安全隐患。已成为行业亟待解决的共性问题。二、补偿的方式及效果埋弧封闭电炉容量越来越大，炉子电阻随容量的增加而减小，电抗值却增大，电炉

2、容量越大功率因素越低，功率因素的补偿势在必行。节约能源要符合供电企业规定cosφ≥0.9电炉补偿的方式高压补偿——补偿电容并联在电炉变压器的一次侧补偿方式最简单它能改变电炉变压器一次侧线路接补偿电容前的,电流相位角，满足供电部门对用户功率因素的要求，但不能改变炉子的运行特性，也不能改变电炉变压器一次侧电流的相位角，高压补偿都采用计算一定容量固定补偿，特别对硅铁，投料熔炼出料，负荷变化较大，不能进行调整，会出现过补及欠补。在低压侧（二次侧）补偿这种补偿方式需要采用价格昂贵的低压电容器，而且占地面积大，虽然它不能改变炉子的运行特性。但他能改变炉变的一、二

3、次侧电流的相位角，由于低压电压很低，电流太大，不能全额补偿在短网上，需与中压或高压共同补偿才能更好保证功率因数。中压补偿——是这里重点论述的补偿方式，是在串带变的主变上加一个补偿线圈接补偿电容。这种补偿方式由于性价比相对较高.近年来很多用户喜欢用这种补偿方式，这种补偿不能改变炉子的参数和特征，但能减少一次侧的电流和视在功率。带中压补偿时，在主变上增加一个补偿线圈，目前高耗能电压等级越来越高，从35kV到110kV，大型电炉变压器大多数采用10kV补偿方案—中压补偿，从补偿理论分析，中压补偿电容器技术是成熟的，但大型电炉变压器的补偿经验还有待于进一步丰

4、富经验，特别是电炉变压器的中压的电容补偿的成套设备，无论是从设计、制造、部件、安装、连接线路及操作方式都出现过问题，而且补偿回路中保护不完善，造成电炉变压器在非正常工作状态下运行。电石炉工作过程中无功周期性波动大——电容器组的频繁投切——操作过电压及涌流——导致电容器爆炸，变压器本体与补偿电容之间的连接电缆头爆炸在电容器组投切及炉变级电压的调节，会引起系统阻抗的变化，引起系统串联或并联谐振。经常调控运行及分合闸频繁，在冶炼过程中谐波非常大。中压补偿是建立在电炉变压器中压补偿线圈上，容易发生谐振。系统s1C2C3CYn,D11,D11系统sCC过电压或

5、电缆头受潮间歇电弧过电压补偿电容均有多台电容器并联组成的容量，根据高耗能电容器出现事故的频率，基本所有的高耗能电容器生产厂家均出现过事故，供电局给设计电气图纸均不考虑厂家设计中压补偿的保护原因是中压补偿是建立在电炉变压器中压补偿线圈上供电部门整定继电保护——主要考虑电网安全，所有补偿电容保护均由厂家自行负责。中压出线到电容器柜间没有保护，过电压、电缆头接地、断路器的截流过电压、补偿装置的“先投后切”误操作等均能引发短路近年来由于这些小问题引起变压器烧毁的大事故的问题居多。大的埋弧炉变压器均由三个单相变压器组成，由中压补偿引起的大多三个变压器组同时烧毁

6、。变压器检修、运输、安装得一个多月的时间，损失极大。17252kV以下系统可能出现的谐振过电压空载母线与电磁电压互感器中性点不接地变压器非全相运行2~3pu35kV系统中性点PT饱和配电变压器高压绕组对地短路送电线路一相断线且一端接地或不接地消弧线圈脱谐度不当无功补偿不当投切电容器暂态过程18操作过电压线路合闸及重合闸过电压252kV以下系统一般不超过3.0pu无需限制空载线路分闸过电压66kV以下系统3~4pu不对称故障分闸和振荡解列过电压隔离开关操作空载母线2.0pu3~66kV系统开断电容补偿4.0pu操作空载变压器4.0pu19间歇电弧不接地

7、3.5pu消弧线圈3.2pu电阻接地2.5pu补偿问题的解决方式——完善系统与继电保护配置目前中压补偿的电炉变压器频频发生烧损事故，多为补偿系统电缆接地，间歇电弧过电压引发其它电缆头绝缘击穿，形成相间短路；变压器的继电保护不完善，对此种故障无灵敏度，直到变压器烧损、形成变压器内部故障后动作跳闸。一次设备方面加装Z型接地变压器电缆电路的电容使接地电弧不能可靠熄灭，将产生以下后果；单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃，会产生弧光接地过电压，其幅值可达4Un或者更高，持续时间长，会对电气设备的绝缘造成极大的危害，在绝缘薄弱处形成击穿，造成重大损失。持续电弧造

8、成空气的离解，破坏了周围空气的绝缘，容易发生相间短路；为防止上述事故的发生，为系统提供足够的零序电流和零序电