大容量电炉变压器保护存在问题及补救措施

宁夏电力公司吴忠供电局 宁夏 吴忠 751100

摘要： 针对目前大容量电炉变压器运行中存在的问题，从保护的配置、整定计算等方面进行分析，提出相应的措施，确保变压器和系统安全稳定运行。

关键词：电炉变压器 保护配置 整定计算

0引言

随着冶炼、化工工业的快速发展，大容量电炉变压器数量也在日益增加。根据相关资料显示，电炉变的单位功率不断扩大，其电压等级也在逐渐提高，预计到2012年，电炉变压器的产量的比例将由现在的25%左右达到40%左右，并从中低功率向高功率和超高功率发展，电压等级也从35kV逐步向110kV和220kV过渡。

1、电炉变压器简介

电炉变压器是根据各种电炉工作特性和运行特点而设计的专业变压器。它包括炼钢电弧炉变压器、钢包精炼炉变压器、电渣炉变压器、矿热炉（铁合金炉、电石炉、黄磷炉等）变压器、工频炉变压器等各种交流炉用变压器， 也叫“冶炼变压器”，它的负载就是电炉。这种变压器一般电流从几千到几万安培都有，容量通常较大。分体式的、一体式的都有，使用碳棒做电极。

电炉变压器工作时在溶化和氧化时期常处于短路状态，工作短路是变压器的正常状态，工作短路冲击电流倍数和持续时间是电炉变压器重要参数。

2、电炉变压器保护存在问题

对于高功率电炉变压器的应用企业，生产中一般采用变压器-电弧炉的供电模式，即将220kV、110 kV电压等级的高压交流进线，经调压变压器降压调压后，提供数百千安的电流。与常规变压器不同，这种电炉变压器低压侧具有低电压、大电流的特点，但受其应用的特殊性及次级线圈电流较大的影响，常规电流互感器无法做到测量，造成了这类变压器无法实现差动保护功能，从而在运行中存在以下问题：

（1）、内部故障时因常规过流保护动作慢，导致电炉变压器承受短路电流时间较长，造成电炉变压器严重损坏，如电炉变压器内部绕组烧坏、壳体变形等。

（2）、由于电炉变压器后备保护与系统保护定值配合困难，造成越级跳闸和电网的大面积停电等严重事故。

3、补救措施

针对目前电炉变保护存在的问题，本文从保护整定的角度入手，提出一种补救措施。以用户一台110kV电压等级的分相式电炉变压器为例，其保护配置及具体整定值如下。

3.1线路、电炉变参数

110kV线路长度3.89km，导线型号LGJ-185/25，电炉变压器参数见表1，一次接线图如图1所示。

3.2保护配置及定值整定

用户配置进线保护和变压器高、低后备保护，其中低后备保护为10kV侧保护。

（1）、进线保护

投入零序电流保护，零序电流按躲过主变低压侧最大不平衡电流整定，且与电源侧线路的零序Ⅱ段定值配合，时间0秒，方向退出；

投入TV断线相电流保护，该保护实际仅在TV断线时自动投入，为了将该保护一直开放，要求现场改接线，正常运行时也满足TV断线的判据，也即正常运行时投入该保护。相电流定值按保证用户110kV母线故障有足够灵敏度整定，延时0.2秒，与电炉变主变高后备电流Ⅰ段时间按0.1秒级差配合；

（2）、变压器保护

高后备保护整定为二段式电流保护，电流Ⅰ段按躲过变压器励磁涌流整定，为防止保护范围伸出用户10kV侧，造成10kV出线故障高后备保护动作的情况发生，电流Ⅰ段时间带0.1秒延时，与出线速断保护按0.1秒级差配合。电流Ⅱ段电流定值按躲过负荷电流整定，为防止电炉变正常运行时低压电流波动较大造成保护误动，该电流经复压闭锁，时间整定为0.9秒；

低后备保护投入一段电流保护，定值按躲过负荷电流整定，时间整定为0.6秒。

4、结束语

要妥善解决目前电炉变压器保护存在的问题，作为整定计算人员必须从保护配置、保护整定入手，核实现场的实际情况，认真思考，作出正确的整定，确保电炉变压器安全可靠的运行。

参考文献：

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[5] 税正中，施怀瑾. 电力系统继电保护. 重庆大学出版社，1997.9.