麻林偉,朱三軍,李 丹 ,牛紅亞,孫曉光
(1.中國平煤神馬集團(tuán)汝州電化有限公司;2.中國平煤神馬集團(tuán)瑞平電廠,河南 平 頂山 4 67500)
電爐變壓器是電石爐中重要電氣設(shè)備之一,目前,大型電石爐自然功率因數(shù)偏低的問題已被關(guān)注。為了提高功率因數(shù),中平能化集團(tuán)汝州電化有限公司7#電石爐在星接轉(zhuǎn)角接運(yùn)行后,投入無功補(bǔ)償電容時(shí)電爐變壓器產(chǎn)生了重瓦斯信號(hào)報(bào)警。之后對(duì)變壓器油樣進(jìn)行了氣相色譜診斷及現(xiàn)場綜合試驗(yàn)分析,查出了電爐變壓器故障原因,并采取有效措施,確保了電石爐變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行。
中平能化集團(tuán)汝州電化有限公司7#30 000kV·A電石爐變壓器型號(hào):HCDSPZ-10000/110×3(3臺(tái)單相電爐變壓器),27檔有載調(diào)壓,輸出電壓138~246V,每檔電壓級(jí)差4V。7#電石爐于2012年9月26日停爐檢修,于2013年元月25日開爐送電,元月29日當(dāng)烘好爐星形轉(zhuǎn)三角形運(yùn)行時(shí),當(dāng)時(shí)電石爐總負(fù)荷10 000kV·A,功率因數(shù)0.84。在投入無功補(bǔ)償電容器組(6 000kVar,型號(hào):BFM12√3-334-1W)的瞬間,電爐變壓器進(jìn)線開關(guān)跳閘。同時(shí),3臺(tái)單相爐變壓器重瓦斯信號(hào)報(bào)警。事故發(fā)生后,經(jīng)現(xiàn)場檢查,發(fā)現(xiàn)B相變壓器瓦斯氣體室被充滿;A、C相變壓器瓦斯氣體室各充一半,氣體易燃。此時(shí)無功補(bǔ)償真空開關(guān)出線端子弧光短路?,F(xiàn)從三個(gè)方面進(jìn)行分析。
1.電爐變壓器油樣氣相色譜診斷
氣相色譜分析:氣體先溶于油中,超過油的溶解限度時(shí)會(huì)形成游離氣體,這些氣體的組成成份與設(shè)備故障的類型及嚴(yán)重程度密切相關(guān),所以氣相色譜診斷分析能發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部是否存在故障、故障部位及發(fā)展?fàn)顩r。因此,首先
對(duì)該電石爐3臺(tái)變壓器進(jìn)行了油樣氣相色譜分析(表1)。
表1 電爐變壓器油樣氣相色譜診斷性分析數(shù)據(jù) μL/L
依據(jù)DL/T722-2000標(biāo)準(zhǔn),表1中乙炔含量超過注意值,判斷為變壓器內(nèi)部電弧放電故障。
2.電爐變壓器現(xiàn)場試驗(yàn)
(1)綜合試驗(yàn)。
經(jīng)現(xiàn)場測(cè)定,A、B、C三相絕緣電阻為105.6GΩ/1 194,吸收比2.24,介損0.32~0.37%,電容量71 739PF,直流泄漏40kV/5μA,耐壓63kV。以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)與原試驗(yàn)報(bào)告對(duì)比,未發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象。
(2)直流電阻試驗(yàn)。
A、C兩相高、中壓線圈試驗(yàn)數(shù)據(jù)與原試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)相同;B相高壓線圈開路,中壓線圈試驗(yàn)數(shù)據(jù)與原試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)有誤差。說明B相高壓線圈電弧放電,存在線圈燒斷或燒毀現(xiàn)象。
(3)空載試驗(yàn)。
首先對(duì)A相電爐變壓器試驗(yàn),將其有載調(diào)壓開關(guān)調(diào)至14檔位置,二次額定電壓193V。自電爐變輸出端加入試驗(yàn)電壓,當(dāng)試驗(yàn)電壓升至120V,電流在75A時(shí),試驗(yàn)變壓器電磁振動(dòng)聲大,試驗(yàn)電壓由120V逐步降到50V,實(shí)驗(yàn)電流由75A逐步升高400A時(shí)跳閘。時(shí)間約3min,電爐變壓器輕瓦斯信號(hào)報(bào)警。B、C兩相電爐變壓器空載試驗(yàn)現(xiàn)象與A相基本相同,說明A、B、C三相電爐變壓器內(nèi)部線圈都有擊穿放電現(xiàn)象。
3.外部原因分析
該電石爐變壓器采用TBB型10kV中壓補(bǔ)償,當(dāng)總補(bǔ)償容量10 800kVar,分兩組,a組4 880kVar,b組6 000kVar。
(1)由于新開電爐,總?cè)萘?0 000kV·A,當(dāng)其負(fù)荷升至10 000kV·A時(shí),爐內(nèi)溫度較低,電極電弧還不穩(wěn)定,此時(shí)投入6 000kVar無功補(bǔ)償量,造成操作過補(bǔ)償現(xiàn)象。
(2)由于無功補(bǔ)償設(shè)備現(xiàn)場環(huán)境較差,灰塵較大,無功補(bǔ)償電容開關(guān)相間絕緣降低。當(dāng)投無功補(bǔ)償電容時(shí),引發(fā)三相無功補(bǔ)償真空開關(guān)出線端子間弧光短路,引起電爐變壓器中壓線圈短路,導(dǎo)至電爐變壓器高壓、中壓線圈燒斷及變形。
(1)無功補(bǔ)償電容真空開關(guān)上下端子用3240絕緣板隔開,防止環(huán)境污染、灰塵聚集引起真空開關(guān)端子間絕緣降低,并定時(shí)清理灰塵。
(2)對(duì)于新開的電石爐,當(dāng)電爐負(fù)荷達(dá)到70%以上,功率因數(shù)在0.85以下時(shí),在確定突加無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí),可先投入4 800kVar無功補(bǔ)償量;當(dāng)電爐變壓器達(dá)到額定功率,如功率因數(shù)在0.85以下時(shí),再投入6 000kVar無功補(bǔ)償量。
該電爐變壓器產(chǎn)生的重瓦斯氣體故障,通過變壓器油樣氣相色譜診斷、現(xiàn)場試驗(yàn)及外部因素三方面綜合分析,查出故障原因,并采取有效措施,消除故障隱患,確保了設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。
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