10KV供电系统运行参数优化

2014-07-14陶志良王亮

中国科技纵横 2014年6期

关键词：炼钢弧线电容器

陶志良王亮

(邯郸钢铁股份有限公司西区能源中心,河北邯郸 056003)

10KV供电系统运行参数优化

陶志良王亮

(邯郸钢铁股份有限公司西区能源中心,河北邯郸 056003)

通过对邯钢新区炼钢变电站几起短路放炮事故及系统运行参数分析,指出炼钢变电站10KV系统存在对地电容电流过大,现有的消弧线圈装置不能有效的补偿接地电容电流,从而引起弧光过电压及相间短路放炮事故。并提出对现有的消弧线圈扩容及运行方式调整的改造方案,使炼钢站10KV系统运行参数得到优化,进而提高供电可靠性,保证邯钢新区电力统的安全稳定运行。

变电站运行参数事故消弧线圈电容电流可靠性

1 系统概述

炼钢站10KV系统带着热轧、二冷、炼钢等重要负荷，它的运行情况直接关系到邯钢的生产。炼钢变电站因二冷项目相继投产后，新增10kV配出电缆线路不断增多，且线路太长，电缆对地电容电流跟电缆长度及截面积成正比，这就使得10KV系统对地电容电流不断增大。炼钢站10KV系统有4段母线，其中1#消弧线圈、2#消弧线圈、3#消弧线圈分别安装在10KVI、II、IV母线上，总体补偿电流为100A左右，III母线上没有接地变及消弧线圈。通过现场测量得知电容电流达到130A左右，还有30A左右的电容电流得不到有效补偿，使系统处于欠补偿状态，一旦发生单相接地故障时，消弧线圈不能完全补偿电容电流。容易产生以下影响，(1)引起弧光过电压事故或相间短路事故，(2)对避雷器的最大工作电压不利，易引起避雷器爆炸，

(3)对PT的安全运行不利，(4)诱发污闪。每次事故损失都在百万元以上。在运行期间曾经出现过4次因电缆单相接地故障而引起的相间短路事故，损失严重，每次损失大概在100万左右，其中包括电缆维修费、新设备备件费、因短路事故造成的停产损失等。

2 消弧线圈补偿方式

针对上述情况，需改变消弧线圈补偿方式。而消弧线圈补偿方式有3种情况：(1)完全补偿。即IL=IC，就是消弧线圈的补偿电流IL等于系统对地的总电容电流IC。但该补偿方式存在严重缺陷，易使L对三相对地电容3C发生50HZ交流串联谐振，即wl=1/3wc。串联谐振时，零序电压U0将在电路回路中产生很大的电流，从而使中性点对地电压严重升高，因而该补偿方式不可取。(2)欠补偿方式。即IL＜IC，就是消弧线圈的补偿电流IL小于系统对地的总电容电流IC。该补偿方式下当某个元件被切除或因故障而跳闸后，电容电流减小，很可能是补偿电流等于电容电流而转化为完全补偿，引起串联谐振而产生过电压。(3)过补偿方式。即IL＞IC，就是消弧线圈的补偿电流IL大于系统对地的总电容电流IC。该方式可以有效抑制电容电流，不产生串联谐振引起的过电压，所以我们应对消弧线圈进行扩容改造，根据实际情况增加合适的消弧线圈容量，使系统处于过补偿状态，但要注意保持适当的脱谐度。

3 改造及施工方案

3.1 改造方案

如果采取像3#消弧线圈改造那样，新进一套新设备来代替旧设备，不但费用太高而且周期长。通过讨论我们决定利用上次改造拆下来的旧消弧线圈进行系统优化。通过对现场考察及系统负荷情况了解得知精钢站35KV系统负荷不大且精炼SVC自动投退，站内电容组很少投运，所以计划拆掉精钢站一组电容器，腾出地方用于安装上次消弧线圈改造退下的3#消弧线圈，在10KVIII段上选用合适的备用柜进行改造，调试成功后给其供电，使10KV系统对地电容电流可以完全控制在消弧线圈的调节补偿范围内，同时根据实际情况改变消弧线圈的运行方式。而且拆下来的电容器组及附件可以作为备件使用，当35KV其他电容器故障时更换，大大节约成本。

3.2 施工方案

2013年1月份，完成立项及现场收集资料工作，初步制定了改造计划及时间节点。2月份，完成了电容器本体拆卸工作。将电容器及电抗器全部拆掉，利用液压小车及吊车将电抗器、电容器、瓷瓶等从室内移出并统一存放到指定地点。为安装接地变及消弧线圈腾出了空间。3月份，完成安装接地变本体及消弧线圈工作。将原来改造拆下来的3#接地变及消弧线圈等设备安装到精钢电容器室，规划了具体的尺寸，合理安排安装位置，基础固定，铜排连接等。4月份，完成电缆接引、二次配线工作。将原来的电缆拆掉，规划了新电缆的路径，接引到已经选择好的柜子上。规划二次电缆的路径，确定二次电缆型号及长度，根据工作原理图配二次线。5月份，完成调试及试运行工作。安排试验班对配电柜做了综保试验、开关小车耐压试验及直阻测试、避雷器试验、电缆耐压试验。对新装的4#接地变进行调试工作，期间及时处理了很多问题，圆满完成调试及试运行工作。4#接地变已于5月正式投运。

4 改造后运行情况及经济效益

4.1 改造后运行情况

4#接地变投运后，10KV系统每段母线上都有一组消弧线圈，各自分列运行时都能很好的自动跟踪补偿电容电流，但目前系统的运行方式为10KVI、II段母线并列运行，10KVIII、IV段母线并列运行。也就是1#、2#消弧线圈并列运行，3#、4#消弧线圈并列运行。由于消弧线圈厂家不一样，自动调节系统存在融合问题，这样就出现了在系统电容电流变化时，消弧线圈的自动调节有时会出现错误，同时补偿电感电流，导致电感电流过多，与电容电流多一样会导致系统运行不稳定，或不断调节使系统运行不稳定。通过对系统各段母线电容电流的测量及运行情况检测，最后决定将1#消弧线圈设置为自动调节，2#消弧线圈设置为手动调节并将档位调至最大；将3#消弧线圈设置为手动调节且档位调至最大，4#消弧线圈设置为自动调节。这样就满足了系统在不同运行方式下都不会出现调节出错的问题，通过一段时间观察，系统运行良好，改造完成后没出现一次因单相接地故障造成的短路放炮事故。