一号中间加热站谐波抑制改造汇报版

一起低压电容过流过热故障的治理塔河油田供电管理中心刘恒丰前言一号中间加热站内的电容柜短路着火事故给油田谐波治理工作敲响了警钟。通过大量的测试数据分析，确认了该站电容柜过热起火的原因是谐波，也找到了解决办法，效果明显，性价比高，并且对于电容系统的改造、新建站所的设备选择都有着重要的指导意义，也取得了良好的效果。塔河油田供电管理中心低压电容过流故障的治理一、概述二、电容器过流过热原因查找三、治理方案的选择及措施四、治理结果的评价及总结塔河油田供电管理中心概述随着一号中间加热站输油负荷的提高，该站低压电容柜出现严重的过流过热现象，钳形电流表测得的电容电流最高达38.5A，远大于额定电流23A，自2011年7月以来，平均每隔四、五天烧毁一次保险，更换保险投运后电容柜内最高温度超过50℃，1#电容柜更是因此而短路起火。塔河油田供电管理中心电容柜短路故障处理之后的痕迹前言及概述塔河油田供电管理中心电容器过流过热原因查找电容器过流过热原因查找电容回路因严重的过流过热，造成线路绝缘皮也过热，保险频繁烧毁，当保险熔断并短路拉弧时，就导致了电容柜起火燃烧。过热是由于电流引起的，由电容与电流之间的公式可知，只有电压和频率这两个影响过流的因素。经查确认变压器档位与低压母线电压正常，因此问题在于频率（高）。推导公式如下：塔河油田供电管理中心电容过流原因查找电容器过流过热原因查找电容与电流之间的公式如下：I=U/XcXc=1/2πfCI=2πfCUf：交流电频率（可变参数）U：电容两端交流电电压（可变参数）C：电容器电容量（固定参数）塔河油田供电管理中心电容过热原因查找电容器过流过热原因查找谐波电流在“集肤效应”作用下，阶次越高，电流越沿导体表面流过，有效截面积越小，电阻越大，发热越明显。塔河油田供电管理中心电容过流过热原因推论电容器过流过热原因查找从电网到低压母线上的电源是工频，电容回路的设计（16mm2导线）不但满足正常的工频工况，而且还有较大的过载能力。但根据分析结果又与频率高有关，而且该站配置有变频器，那么可得出推论：变频器就是该站的谐波源，电容器本身对谐波电流起到了很大的放大作用，谐波电流起到了发热的关键作用。塔河油田供电管理中心测试方案选择电容器过流过热原因查找塔河油田供电管理中心选择测试点进行谐波测试，再进行各点的测试结果进行比较：变频器运行变频器退出401进线总开关所在母线的电容全投所在母线的电容全退所在母线的电容全投所在母线的电容全退I段电容总开关待测待测待测待测402进线总开关﹨待测﹨待测备注II段电容已烧毁，并整组退出，在II段测试时，不再但对队电容柜进行测试。电容器过流过热原因查找塔河油田供电管理中心确定测试方案谐波测试过程电容器过流过热原因查找塔河油田供电管理中心电容器过流过热原因查找塔河油田供电管理中心谐波测试过程谐波测试结论电容器过流过热原因查找塔河油田供电管理中心经过测试得出结论：1、变频器是谐波源；2、电容柜对谐波电流有放大作用（发生了串联谐振），分别达到THDV9.3%，THDI107%，已严重超标。谐波测试结论分析电容器过流过热原因查找塔河油田供电管理中心当XL=XC时即发生串联谐振，电流增大，造成设备过热。（XL=2πfL，Xc=1/(2πfC)，同一套设备对不同频率下的感抗和容抗不同，且成反比）治理方案选择及措施治理方案选择及措施防止串联谐振有两种方法：1、需使XLXC，2、滤除谐波。采用的方案有：一、低压母排上装有源滤波器（2-2计转站已用）；二、为变频器安装滤波器；三、在电容回路串联电抗器，增加XL。塔河油田供电管理中心治理方案选择比较治理方案选择及措施塔河油田供电管理中心有源滤波器变频器安装滤波器电容回路串联电抗器可行性低压母线停电后，并联低压配电柜，滤波效果很好，从源头解决问题在变频器柜内无增加相匹配的滤波器的空间。电容柜停电后，在保险与电容器之间串联电抗器，让电容器不受过流伤害。可靠性柜子直接可直接柜内母排联接或电缆联接，运行安全柜内空间太小，即便勉强安装，带电距离不够电抗器根据电容器选择标准产品，安装简单，运行安全经济性设备价格在30万以上，另加土建、安装施工费约占变频器1/3的价格一套约2500元治理方案确认及措施治理方案选择及措施塔河油田供电管理中心在电容回路串联电抗器，增加XL的方法简单、可靠、廉价，其等效电路如下图：治理方案选择及措施治理方案选择及措施塔河油田供电管理中心改造前改造后串联电抗器的选择低压电容过流故障治理塔河油田供电管理中心从上表可以看出，安装电抗器后，总电流和谐波电流畸变率THDI都明显下降，串14%的电抗器效果相对较好，但串7%的电抗器时，电容电压被抬升的更低，运行更安全。治理结果测试治理方案选择及措施塔河油田供电管理中心治理结果的评价治理结果的评价及总结塔河油田供电管理中心从GB/T1549-93电能质量公用电网谐波标准的表2可以看出，安装7%电抗器后，最主要的5次谐波均在合格范围内。而且在投入相同容量的电容器组时，安装7%电抗器后，电容柜输出的工频电流增加，总电流减小。治理结果的评价治理结果的评价及总结塔河油田供电管理中心谐波治理措施整改完毕后跟踪评价：一、运行总电流减小，电容器回路（包括新增的电抗器）测温正常；二、电容器的有效补偿电流得到了提高；三、电容器的电压升高5～10%，对应的解决办法：1、将现在的低压母线电压由400V调整到380V。2、将电容器额定电压450V的型号。治理结果的总结治理结果的评价及总结塔河油田供电管理中心通过查找问题、解决问题，解决措施的跟踪评价，总结归纳如下：一、新增变频器时，应要求厂家必须配置相应的滤波器；二、各站电容器回路应串联匹配的电抗器；三、以后采购电容器时，可适当提高其额定电压参数，比如在十区变电容扩建时采用额定电压由12/√3KV的电容器，运行一年多一直未发现异常；在新建的110KV十区变和十二区西变电站，我们就将电容器额定电压由11/√3KV的设计参数提高为12/√3KV。塔河油田供电管理中心低压电容器的过流过热治理汇报完毕请各位领导批评指正！