新疆天宏紙業(yè)35kV車間變電所35kV高壓開(kāi)關(guān)柜7面,由6臺(tái)35/0.4kV的變壓器組成,容量為6×1600kVA,35kV進(jìn)線由天富城西110kV變電站35kV出線供電。2001年,因系統(tǒng)諧波的入侵,引起35kV電壓互感器TV柜燒毀,由于35kV為油斷路器,并引起整個(gè)35kV7面高壓開(kāi)關(guān)柜燒毀、爆炸,使車間供電終止,給生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的影響。
1諧波的產(chǎn)生
電網(wǎng)諧波來(lái)自于三個(gè)方面:一是電源質(zhì)量不高產(chǎn)生諧波,發(fā)電機(jī)由于三相繞組在制作上很難做到絕對(duì)對(duì)稱,鐵芯也很難做到絕對(duì)均勻一致,電源會(huì)產(chǎn)生諧波。二是輸配電系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的諧波;三是用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波。其中電子型用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波最多。
輸配電系統(tǒng)中主要是電力變壓器產(chǎn)生諧波,由于變壓器鐵芯的飽和,磁化曲線的非線性,加上設(shè)計(jì)變壓器時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性,其工作磁密選擇在磁化曲線的近飽和段上,這樣就使得磁化電流呈尖頂波形,因而含有奇次諧波。它的大小與磁路的結(jié)構(gòu)形式、鐵芯的飽和程度有關(guān)。鐵芯的飽和程度越高,變壓器工作點(diǎn)偏離線性越遠(yuǎn),諧波電流也就越大,其中3次諧波電流可達(dá)額定電流的0.5%。
在用電設(shè)備中,晶閘管整流設(shè)備、變頻裝置、電弧爐、電石爐、氣體放電類電光源、家用電器都會(huì)產(chǎn)生諧波。
天業(yè)化工廠的電石廠在生產(chǎn)電石過(guò)程中,電弧爐、電石爐由于加熱原料時(shí),電爐的三相電極很難同時(shí)接觸到高低不平的爐料,使得燃燒不穩(wěn)定,引起三相負(fù)荷不平衡,產(chǎn)生諧波電流,經(jīng)變壓器的三角形連接繞組而注入電網(wǎng)。其中主要是2~7次的諧波,平均可達(dá)基波的8%~20%,最大可達(dá)45%。
2諧波的限制措施
天富城西110kV變電站35kV出線一回給天宏紙業(yè)35kV車間變電站供電,一回線還給天業(yè)化工廠的電石廠供電,由于天業(yè)化工廠在生產(chǎn)電石的過(guò)程中產(chǎn)生諧波,而且主要是2~7次的諧波,這么大的諧波源經(jīng)輸電線路,流入天宏紙業(yè)35kV車間變電站。天宏紙業(yè)35kV車間變電站電壓互感器柜沒(méi)有消諧和消弧裝置。當(dāng)系統(tǒng)諧波入侵時(shí),必將造成天宏紙業(yè)35kV車間變電站燒毀事故。針對(duì)系統(tǒng)諧波的影響,重作設(shè)計(jì)時(shí)選用35kV柜內(nèi)斷路器為真空斷路器,將原電壓互感器柜換為XHG消弧、消諧、選線及過(guò)電壓保護(hù)裝置柜。
2.1XHG柜適用于3~35kV中壓電力系統(tǒng)