110kV电石炉变压器故障原因及无功补偿方案探析

刘英飞

摘要：本文以某电石分厂为例，该电石厂的110kV电石炉变压器的中压无功补偿侧绕组出现损坏，在电石分厂电气专业技术人员利用潮流计算分析方法进行系统分析后，发现是由于该电石分厂的电石炉变压器中压侧绕组产生过电流而被烧毁。为了进行故障修复，该电石分厂电气维修人员提出了三种无功补偿方法，最后结合该电石分厂的实际情况选择较经济的无功补偿方案，有效的解决了中压侧绕组的过电流问题。本文通过详细的故障原因分析以及方案论述，希望能为相关人员提供一定的借鉴与参考。

关键词：110kV电石炉变压器;故障;无功补偿

一、系统潮流计算分析

（一）稳态分析

故障出现在中压10kV侧绕组，电气专业技术人员首先搭建了等值电路，该等值电路电路图如下图1所示。

然后进行潮流计算[1]，此时电压器选择1档的运行档位，负荷测试的功率在38兆伏安，自然功率因素为0.72。按照不同的组别投入电容器并计算其补偿侧的电流、电压情况以及相应高压侧功率因素的变动情况。

（二）暂态分析

采用中性点不接地的方式，在电容器侧短路的情况下将不同组别的电容器分别进行投入，计算电流值，计算结果如下表所示。

（三）谐振分析

通过计算系统从出线端到电容器与炉体接地端的等值阻抗，分析相关数据，判断故障是否是谐振原因导致。具体的计算数据如下表：

二、无功补偿的方案比较

（一）方案一

将四组电容器进行分组并设置在中压侧，其余三组设置在低压侧。低压侧的电容器在设置时要利用降压变压器将其降到220V，此时低压侧的补偿会接入电炉短网侧直接进行无功补偿。在构造等值电路后通过稳态分析计算此时中压侧的补偿电压等相关数据。

进行潮流计算时，电压器选择1档的运行档位，负荷测试的功率在38兆伏安，自然功率因素为0.72。各组电容器设置为3Mvar的额定容量。根据上表的测试结果，同一般的中压侧补偿相比，这种补偿方式出线端的功率系数增加，补偿电流比额定电流小，因此不会导致中压侧绕组由于过电流而烧毁。

（二）方案二

将电压器替换成低压电压器，在电炉变压器短网侧通过低压补偿对其进行无功补偿。此时电炉电容器的额定电压为220V，额定容量为20Kvar。構造等值电路进行潮流计算分析。

（三）方案三

第三种方案所采取的是高压补偿的方式，将新增加的变压器与原来10KV的电容器共同对110KV的进线端处进行补偿。具体操作为将1、2号电炉容量共42Mvar的电容器经变压器做升压处理后接入中间电站高压侧进行无功补偿，而3、4号电石炉保持不变。此时负荷测试的功率在38兆伏安，自然功率因素为0.72。在采取不同的电石炉的投入方式时，相关的数据变化如下表所示。

（四）方案总结

在得出变压器的故障原因后，通过对上述三种方案的潮流计算分析，加上了解到该电石厂有一台变压器空载运行。因此，最后技术人员选择较为经济实用的高压补偿方案，解决中压测过电流所产生的故障问题。

三、结束语

综上所述，借助系统潮流计算分析的方法，电石厂结合实际情况，在110KV变电站中应用无功补偿的方法有效解决变电器故障问题，极大地突破了传统变电站的工作局限性。

参考文献：

[1]彭子平.110kV变电站中无功补偿技术分析和应用[J].科学技术创新， 2018（5）：30-31.