[摘 要]精煉爐在冶煉過程中頻繁分合真空斷路器，產(chǎn)生一系列事故，本文對事故的原因進(jìn)行分析，找出合理的整改措施方案，完善設(shè)備的保護(hù)裝置。

[關(guān)鍵詞]精煉爐 濾波裝置 操作過電壓

中圖分類號：TU198 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）28-0183-01

1、前言

昆鋼新區(qū)煉鋼廠精煉爐（以下稱LF爐）在冶煉過程中，發(fā)生35kV濾波開關(guān)柜斷路器速斷保護(hù)動作跳電事故，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)35kV濾波室阻容吸收裝置電阻燒壞、防護(hù)電容器瓷瓶放電，A相電壓互感器瓷瓶爆炸。事故造成LF爐停產(chǎn)，影響煉鋼生產(chǎn)。

2、電氣試驗(yàn)及檢查情況

（1）、 通過對LF爐35kV配電室開關(guān)柜、母線、保護(hù)設(shè)備，濾波室電纜、電容器、電抗器等進(jìn)行電氣耐壓試驗(yàn)、綜合保護(hù)試驗(yàn)檢查，經(jīng)符合規(guī)定要求。

（2）、 通過調(diào)取LF爐冶煉時(shí)的弧流、弧壓趨勢圖，生產(chǎn)期間弧流、弧壓在以下值左右波動：

弧流趨勢1：27669A 弧壓趨勢1：122V

弧流趨勢2：27911A 弧壓趨勢2：126V

弧流趨勢3：27662A 弧壓趨勢3：122V

從弧流趨勢和弧壓趨勢看出，三相弧流、弧壓基本平衡，電極同步，起弧基本同時(shí)。

（3）、 從真空斷路器開關(guān)分合閘記錄看出，LF爐在冶煉過程中開關(guān)分合閘操作頻繁，從13時(shí)34分送35kV濾波室電源，到19時(shí)38分35kV濾波斷路器速斷保護(hù)動作期間共冶煉生產(chǎn)了6小時(shí)04分，期間LF爐真空斷路器柜（N3柜）一共合閘操作了24次。分合閘間隔時(shí)間短，最短的不足1分鐘，最長的不超過9分鐘。

（4）、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)及檢查情況，結(jié)合事故設(shè)備的損壞現(xiàn)象分析，可以確定這起事故是由于LF爐冶煉中頻繁分合真空斷路器引起的操作過電壓。

3、真空斷路器操作過電壓的產(chǎn)生及原因

真空斷路器在開斷高壓感性負(fù)載時(shí)，所產(chǎn)生的過電壓有三種類型：即截流過電壓、多次重燃過電壓、三相同時(shí)開斷過電壓

3.1 截流過電壓

真空斷路器有較好的熄弧性能，在開斷時(shí)，可以使電弧在電流過零前開斷，截?cái)嚯娏鳒粼陔妱訖C(jī)或變壓器中，此時(shí)剩余的能量在電動機(jī)或變壓器電感繞組和散電容間振蕩產(chǎn)生較高過電壓。

3.2 多次重燃過電壓

當(dāng)真空斷路器在電流過零前開斷，觸頭的一側(cè)是工頻電網(wǎng)電源，一側(cè)是高頻振蕩產(chǎn)生的過電壓。觸頭間恢復(fù)電壓為兩者之合，在觸頭開距小、觸頭間耐壓不充分的情況下發(fā)生第一次重燃。電源向回路中的電阻充電，出現(xiàn)類似空載長線路合閘的震蕩過程。

3.3三相同時(shí)開斷過電壓

真空斷路器首先斷開相熄弧產(chǎn)生的高頻電流通過三相互耦合中性點(diǎn)疊加在其它未斷開的兩相工頻電流上，造成其它兩相電弧電流強(qiáng)制過零，使得未斷開的兩相隨之同時(shí)切斷。此兩相被截?cái)嗟墓ゎl電流更大，從而產(chǎn)生比首相開斷過電壓更高的過電壓。

4、通過檢查分析發(fā)現(xiàn)的問題

綜合以上分析，可以確定這起事故是由于LF爐冶煉中頻繁分合真空斷路器引起的操作過電壓，過電壓造成阻容吸收裝置電容器擊穿瓷瓶放電、電阻燒壞；電壓互感器一次繞組擊穿，油溫升高，氣體膨脹造成瓷瓶爆炸。LF爐35kV配電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)及操作中存在以下缺陷，需要作出相應(yīng)的改進(jìn)。

（1）、通過對LF爐35kV電氣系統(tǒng)進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)在原來設(shè)計(jì)中，N5斷路器濾波柜真空斷路器未設(shè)計(jì)配置過電壓保護(hù)裝置，在分合真空斷路器時(shí)產(chǎn)生的操作過電壓無法吸收。

（2）、35kV濾波室在原來設(shè)計(jì)中未設(shè)計(jì)配置避雷器，對濾波裝置投入時(shí)產(chǎn)生的過電壓無法消除。

（3）、LF爐真空斷路器分合閘操作頻繁，造成操作過電壓頻率增加。

（4）、長時(shí)間無負(fù)荷時(shí)（停爐），濾波設(shè)備一定要斷電，否則會給電網(wǎng)產(chǎn)生無功倒送過補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象。

5、改進(jìn)的方案措施

要解決真空斷路器在分閘時(shí)產(chǎn)生的操作過電壓的問題，防止系統(tǒng)內(nèi)部瞬間過電壓沖擊對重要電氣設(shè)備的損傷，通行的做法是在靠近斷路器或接觸器位置安裝氧化鋅避雷器（MOA）或阻容吸收器進(jìn)行沖擊保護(hù)。真空斷路器在關(guān)合、開斷變壓器，容易產(chǎn)生截流過電壓、多次重燃過電壓以及三相同時(shí)開斷過電壓。這些過電壓不但具有比較高的幅值，而且振蕩頻率非常高，主要是用阻容吸收器和三相組合式避雷器來保護(hù)。高頻的截流過電壓雖說一般情況下幅值不是很高，但是其振蕩頻率非常高，最容易破壞感性設(shè)備的匝間絕緣，所以，針對這種操作過電壓，我們需采用的保護(hù)設(shè)備是復(fù)合式過電壓保護(hù)器。復(fù)合式過電壓保護(hù)器屬于一種過電壓保護(hù)裝置，并聯(lián)在開關(guān)柜出線端，不僅在電壓過高等實(shí)現(xiàn)有效防護(hù)，更能吸收高電壓，有效地進(jìn)行過電壓等現(xiàn)象的防護(hù)。

（1）、 在N5斷路器濾波柜真空斷路器出線端并聯(lián)一個(gè)復(fù)合式過電壓保護(hù)器，型號為TBP-42F/400，其具有阻容吸收器和避雷器的雙重保護(hù)功能，有效的避免了因操作過電壓造成的設(shè)備故障。

（2）、 在35kV濾波室三相阻容吸收裝置前端并聯(lián)3支無間隙氧化鋅避雷器，型號為YHWZ-51/134。

（3）、 新區(qū)煉鋼廠對精煉爐的操作進(jìn)行規(guī)范，根據(jù)冶煉品種和鋼水溫度合理控制變壓器檔位，合理控制高壓開關(guān)分合閘次數(shù)、間隔時(shí)間（要求間隔3分鐘以上）。

（4）、LF爐冶煉前由調(diào)度室通知投入濾波設(shè)備，冶煉結(jié)束及時(shí)通知切除濾波設(shè)備避免無功倒送過補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象。

（5）、新更換3只阻容吸收裝置和1臺電壓互感器，并按要求進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)。

6、改進(jìn)之后的效果評價(jià)

通過整改，完成了LF爐35kV配電系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)改進(jìn)工作，規(guī)范了LF爐真空斷路器分合閘操作、濾波設(shè)備投入、切除的規(guī)定要求。隨著新區(qū)鋼產(chǎn)量的不斷提高，LF爐冶煉時(shí)間不斷增加，改進(jìn)后LF爐冶煉生產(chǎn)至今將近1年時(shí)間，未發(fā)生任何電氣設(shè)備事故，確保了LF爐生產(chǎn)順行。

參考文獻(xiàn)

1、《電力系統(tǒng)自動裝置原理》中國電力出版社，2012年1月.

2、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》機(jī)械工業(yè)出版社，2012年1月.

3、《電力系統(tǒng)分析》高等教育出版社，2010年5月.

作者簡介：徐路明（1972-），男，籍貫：云南省曲靖市，學(xué)歷：本科，研究方向：靜電除塵。