整流变压器空载合闸励磁涌流的监测

1、1.1.1整流变压器空载合闸励磁涌流的监测整流变在检修或除尘时,10kV进线侧断路器处于分闸状态。检修完成后,通过主井口主控室的控制计算机和PLC,首先合闸整流变进线侧的断路器,并使能变频器逆变单元输出,胶带运输机起动,下面的监测均是指此种启动方式,不包括正常启动(10kV进线侧断路器处于合闸状态情况。下面是2010年08月02日监测到的合闸整流变压器进线侧断路器并使能逆变单元输出的胶带运输机启动过程,整流变压器高压侧电流有效值变化如图3-12所示,图3-13 (a、(b、(c分别是2010年9月29日监测到的合闸1#、2#、3#整流变压器进线侧断路器并使能逆变单元输出的胶带运输机启动过程各整

2、流变压器电流有效值的变化情况。图3-14是启动瞬间整流变压器励磁涌流波形。整流变压器在此种启动方式下(进线侧断路器处于分闸状态,启动的短暂瞬间可等效为空载合变压器,因此在启动时,出现了短暂的励磁涌流,持续了40ms就消失了,虽然励磁涌流持续时间短暂,但依然反映了励磁涌流的变化情况,与电磁暂态软件的仿真结果一致。 图3-12 2010年08月02日整流变压器启动电流值 (a (b (c图3-13 2010年9月29日整流变压器启动电流值(a 1#整流变压器 (b 2#整流变压器 (c 3#整流变压器 图3-14整流变压器启动励磁涌流监测波形1.1.2变压器空载合闸励磁涌流问题的仿真由于没有变压器

3、损坏时的故障数据,110kV变电站的故障录波也只有7月份的录波波形,无法复原3#整流变压器空载合闸时的情况,因此我们采用电磁暂态仿真软件对3#整流变压器空载合闸时的故障情况进行仿真分析,仿真时采取的技术参数与红柳林煤矿主斜井的整流变压器、供电线路、系统容量的技术参数完全一致,因此,仿真数据可以说明变压器损坏的原因,具有相当的证明力。整流变在检修或除尘时,整流变10kV进线侧断路器处于分闸状态。检修完成后,通过主井口主控室的控制计算机和PLC,首先合闸整流变进线侧的断路器,并使能变频器逆变单元输出,胶带运输机起动,在仿真中通过分、合QF实现。 图3-7 合空载整流变压器的仿真模型QF处于打开状态

4、,然后在A相电压过900时合上电源侧开关QF1,模拟首次空载合闸,整流变压器的励磁涌流波形如图3-8(a、(b、(c所示。QF处于打开状态,然后在A相电压过00时合上电源侧开关QF1,模拟首次空载合闸,整流变压器的励磁涌流波形如图3-9(a、(b、(c所示。通过电磁暂态仿真软件对红柳林煤矿主井房供电系统的仿真分析可知,无论在相电压在何种角度,当空载投合整流变压器时,都会产生严重的励磁电流。根据仿真波形知,在首次投合空载整流变压器时,会产生650A的励磁涌流,远大于整流变压器的额定电流138.6A,即使是在A相电压过900时空载和整流变压器,虽然A相励磁电流较小,在变压器额定电流范围内,但B、C

5、相依然会产生高达500A左右的励磁电流。由于励磁电流较大,变压器绕组发热严重,很可能超过绕组绝缘的耐受温度,所产生的电动力会对变压器绕组、固定绕组的卡箍造成较大冲击。从仿真波形中还可以得出,三相变压器空载合闸时,由于合闸相角以及变压器铁心饱和程度等不同,导致三相励磁涌流不对称且具有较大间断角和谐波分量,大量的谐波电流所产生的热效应及力效应也是不容忽视的,更加剧了变压器绕组的发热和变形。 00.050.10.150.20.250.30.350.4-200-100100200t/s i /A(a 00.050.10.150.20.250.30.350.4-600-400-200200t/s i /A(b 00.050.10.150.20.250.30.350.4-600-400-200200t/s i /A(c 图3-8 励磁涌流(090=(a A 相励磁涌流(b B 相励磁涌流(c C 相励磁涌流200 0 -200 i/A -400 -600 -800 0 0.05 0.1 0.15 0.2 t/s 0.25 0.3 0.35 0.4 (a 500 400 300 i/A 200 100 0 -100 0 0.05 0.1 0.15 0.2 t/s 0.25 0.3 0.35 0.4 (b 500 400 300 i/A 200 100 0 -100 0