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          新聞資訊
          干式變壓器燒壞原因分析及治理措施
          發布時間:2021-04-16 14:23:57      點擊次數:410

          1故障情況

          某科技公司定購4臺2500kVA接線組別D,yn11的干式變壓器,2015年7月投運后,發現隨著負荷增加,變壓器溫升偏高,噪聲大。為了降溫,花費20多萬元在配電室配置了4臺大空調器。2016年8月,變壓器燒壞1臺,該公司被迫停工。變壓器生產廠及時更換了變壓器,但未找到事故原因。9月21日,又有1臺變壓器燒壞,變壓器生產廠連夜把變壓器更換。
           

          2故障原因分析

          故障發生時,變壓器外殼生產廠一方面安排盡快更換變壓器,另一方面安排電氣成套工程師勘察現場情況。故障發生4h后,工程師趕到現場。首先查看燒壞的變壓器,盡管已停電4h,變壓器低壓側銅排依然是熱的,低壓側三相銅排上的熱縮套管基本正常,中性線上的熱縮套管已經開裂,有熔化跡象,并且明顯比其他三相溫度高。低壓配電室為42面MNS低壓抽出式開關柜,兩段布置,其中電容補償柜共2×6面,總補償容量為2×2200kvar。幾乎每個電容補償柜中電容器都有不同程度的損壞。查看一段低壓開關柜所負荷車間,有55kW變頻器機組30臺,4kW機組110臺,其他照明等設備約350臺。二段有55,75,300kW變頻器機組及小機組、照明負荷等。兩次事故均為一段負荷變壓器。查事故變壓器高壓側出線柜的微機保護,跳閘數值為10.3A,電流互感器變流比為250/5,故障跳閘電流為515A。而2500kVA變壓器高壓側額定電流為144.34A,故障電流是額定電流的3.57倍。
           
          故障原因分析。該公司使用了大量的變頻器,一段總計2000kW以上,變頻器會產生大量諧波。在三相平衡的系統中,偶次諧波因對稱關系被消除,不會影響電氣設備使用,而3次、5次、7次等奇次諧波則會對變壓器、電容器、電纜、電動機等產生損害。諧波對變壓器的主要影響為:產生大量附加損耗,變壓器銅損、鐵損增加,因而引起繞組過熱,變壓器溫升高,加速絕緣介質老化,使變壓器容量裕度減??;造成變壓器鐵芯磁通飽和,引起鐵芯歪斜,因繞組與線間電容之間的共振,而產生更大的噪聲。由于三倍頻諧波(3,9,15)在三相系統中相位相同,幅值在中性線上直接疊加,使中性線上3次諧波電流為3倍相線電流,中性線電流過大造成變壓器過熱、燒毀。此外,諧波會引起局部電網諧振,可瞬間將諧波電流放大幾倍、幾十倍,從而造成電容器燒毀、損壞。從現場使用有大量變頻器現象可證明:兩次變壓器事故均為變頻器諧波造成。
           
          該科技公司并不接受這個結論。于是,變壓器生產廠于2016年12月8日委托第三方機構進行諧波含量檢測。檢測發現:在基波電流330A左右時,三相電壓總諧波含量為18.11%─19.75%;三相電流總諧波占比較高,7次諧波含量為30.1%─37.1%,當負荷稍大時,總諧波瞬間超70%。國家標準規定:正常負荷中諧波電流不得超過5%。正常情況下,負荷低于變壓器容量的50%時,可不連續地通過15%─20%的諧波電流,不會引起變壓器異常發熱,可長期運行。
           
          第三方檢測結論:在輕載負荷下諧波含量已遠超國家標準。建議改造無功補償裝置及加裝電力濾波設備,從根本上解決電能質量問題。該科技公司對第三方檢測結論無異議,請變壓器生產廠拿出治理方案。
           

          3治理措施

          (1)站在變壓器生產廠角度,建議用戶在現有干式變壓器低壓出線側增加隔離變壓器,以有效隔離和阻斷諧波的傳導,防止諧波對變壓器及電網的沖擊?,F在,供電企業在知曉用戶有諧波負荷時,一般會要求用戶配置同容量隔離變壓器,確保用戶用電系統中的諧波不會污染電網,但用戶用電設備仍在諧波污染的用電系統中運行。用戶還可以采用高阻抗整流變壓器,因其采用D,y11或D,yn11接線,可有效抑制3的倍數次的高次諧波,使變壓器在大量諧波污染的使用環境中,使用壽命不至于過短。
           
          (2)對用戶整個用電系統來說,可在變頻器進、出線側串入電抗器來抑制較低的諧波電流,降低諧波污染,也可以在變頻器的進線側及出線側加裝濾波器,濾去大部分高次諧波。目前常用的是無源濾波器(LC濾波器),濾波效果一般,投資也不高。還有一種較先進的有源電力濾波器,可以串聯或者并聯于主電路中,實時檢測線路中的諧波電流,并產生一個與該諧波電流大小相等、方向相反的補償電流,從而使電網電流只含基波分量。這種濾波器濾波效果好,但是投資大。對用戶來說,大量使用變頻器,能夠帶來顯著的節能效果。但是,為抑制諧波危害,需要增加隔離變壓器、電抗器、濾波器,采用特種變壓器等措施,加大了先期投入,如果治理效果不好,諧波還是會造成電氣設備壽命大大降低,首當其沖的便是正常使用壽命10年的電容器和變壓器,1—3年就會損壞,其他如電纜、斷路器、儀器儀表等使用壽命也都會顯著降低。因此,用戶在先期投資時,一定要做投入產出可行性項目研究,考慮節能、環保和整體效益。


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