110kV电石炉变压器故障原因及无功补偿方案分析.pdf

内蒙古电力技术
2012年第30卷第4期
INNER MONGOLIA ELECTRIC POWER
110kV电石炉变压器故障原因及无功补方案分析
王佳,云沣,张萍
(1.薛家湾供电局,内蒙古薛家湾010300;2.内蒙古电力勘测设计院,内蒙古呼和浩特010020)
摘要:内蒙古准格尔旗某电石厂1号电石炉在投电容器时,110kV电石炉变压器10kV无
功补偿侧绕组烧毁,通过搭建等值电路对含有电石炉的系统进行潮流计算分析,判断中压侧
绕组烧毁是由于过电流引起的。提出了3种无功补偿改进方案,对中、低压侧联合补偿,低压
侧补偿和高压侧补偿3种方式进行分析比较,结合电石厂的实际情况,认为采用高压侧补偿
方案比较经济,且能很好地解决中压侧过电流的问题。
关键词:电石炉变压器;无功补偿;稳态分析;潮流计算;等值电路;过电流
文献标志码:B
文章编号:1008-6218(2012)04-0073-
Analysis of 1 10 kv Calcium Carbide Furnace Transformer Breakdown and
Reactive Compensation Project
Wang Jia, Yun Feng, Zhang Ping
(1. Xuejiawan Power Supply Bureau, Inner Mongolia Xuejiawan 010300:
2. Inner Mongolia Electric Power Survey And Desigh Institude, Inner Mongolia Hohhot 010020)
Abstract: As casting the capacitor in Zhungeer calcium carbide factory, to 110 kv
calcium carbide furnace transformer was burned. Through building equivalent circuit, the
author made the load flow calculation to the system containing calcium carbide furnace
The result showed that the overcurrent caused the medium voltage side of transformer
winding burned. We proposed three reactive compensation schemes through the
he reasonable
author concluded that the third plan was more economical
Key words: calcium carbide furnace transformer; reactive compensation; steady-state
analysis; transient analysis; equivalent circuit; over current
1电石炉变压器故障情况
2系统潮流计算分析
2011年6月,内蒙古准格尔旗某电石厂1号电2.1稳态分析
石炉(运行约4-5d)在投电容器时,单相三绕组电石
事故发生在中压10kV侧绕组,因此主要分析
炉变压器中压10kV无功补偿侧绕组烧毁。该电石无功补偿侧电流及电压值。
炉采用电容器组分组投切的方式进行无功补偿,共
搭建等值电路进行潮流计算,图1所示为线路
7组电容器,每组电容器额定容量3Mvar,用于提高变压器等值电路图。计算时,负荷侧视在功率38
电网侧和电石炉功率因数。
MVA,采用自然功率因数0.72,变压器运行档位选
收稿日期2012-03-15
作者简介王佳(1973-),男,内蒙古人,学土,工程师,从事电力系统管理工作。
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2012年第30卷第4期
用1档。分别按投入的补偿电容器组数计算电容器在7组电容器都投入时总阻抗值仍大于厂家提供的
补偿侧电压、补偿电流值及高压侧功率因数的变化临界值(6.3+j1132),因此可以排除由谐振引起故障
(见表1)"。从表1可以看出,在投入第5组电容器的可能?
时,中压侧绕组的电流值已超过额定电流36%(额定
电流800A)。在长时间过电流情况下,会产生较大3无功补偿方案比较
的热量,有可能使变压器绕组线圈的绝缘损坏,导
致中压侧绕组烧毁。
3.1方案1
2.2暂态分析
针对单台电石炉,4组电容器分组投入到电石
电石炉变压器中性点不接地,当电容器侧发生炉变压器中压侧,另外3组电容器通过降压变压器
短路时,按照投入不同组数的电容器进行短路电流降至220V投入到低压侧,低压侧补偿通过变压器
计算,分别计算两相短路不接地电流、两相短路接降压后直接接入短网侧补偿。
地电流、三相短路电流(见表2)。电容器侧发生上3.1.1稳态分析
述3种短路时,通过绕组侧的短路电流将非常大,足
搭建等值电路进行计算分析,求得中压侧的补
以瞬间将中压绕组烧毁,因此可以排除由短路引发偿电流、电压值及高压侧的功率因数(见表4)。
故障的可能。
计算时,负荷侧视在功率采用38MVA,采用自
2.3谐振分析
然功率因数0.72,变压器运行档位选用1档,每组电
在整个电石炉系统中,计算分析从杨四海出线到容器的额定容量为3Mvar。通过表4的分析可知,
电容器接地端和炉体接地端之间的等值阻抗,通过等与中压侧补偿方式相比,采用该补偿方式后,杨四
值阻抗分析,判断烧毁变压器是否由谐振所引起。
海出线的功率因数提高,且变压器中压侧绕组的电
表3所示为不同组数电容器所对应的总阻抗流小于额定电流,不会烧毁中压侧绕组。
值。随着电容器组数的增加,总阻抗值不断减小,3.1.2改进设备
杨四海
伊东
中压侧阻抗{补偿电容器
变压器
220kV变电站
地理电缆
架空电10V变电站地理电。高压侧
高压侧阻抗
0.02362+4.1258
0.008003+j0.096990.1942073+j0.93261950.00966+j0.02142
0.9406+j51.501
低压侧阻抗
负荷
00051-j2.928
电石炉变压器
图1线路变压器等值电路
表1不同组数电容器对应的补偿电流、电压及功率因数
投入电容器组数
项目
4
6
7
补偿侧电压八V
15.772
16.013
16.54
16.81
17.05
1734
17.57
补偿电流/A
160.12
324.86
503.20
682.22
1089.72
1055.35
1247,.94
高压侧功率因数
0.70
0.74
0.78
0.83
0.87
0.92
0.95
表2电容侧短路电流
投人电容组数
项目
4
6
7
两相短路不接地电流
1.00039
3.1