整流變壓器空載合閘勵(lì)磁涌流的監(jiān)測(cè)

1、1.1.1 整流變壓器空載合閘勵(lì)磁涌流的監(jiān)測(cè)整流變?cè)跈z修或除塵時(shí)，10kV 進(jìn)線側(cè)斷路器處于分閘狀態(tài)。檢修完成后，通過(guò)主井口主控室的控制計(jì)算機(jī)和PLC ，首先合閘整流變進(jìn)線側(cè)的斷路器，并使能變頻器逆變單元輸出，膠帶運(yùn)輸機(jī)起動(dòng)，下面的監(jiān)測(cè)均是指此種啟動(dòng)方式，不包括正常啟動(dòng)（10kV 進(jìn)線側(cè)斷路器處于合閘狀態(tài)）情況。下面是2010年08月02日監(jiān)測(cè)到的合閘整流變壓器進(jìn)線側(cè)斷路器并使能逆變單元輸出的膠帶運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)過(guò)程，整流變壓器高壓側(cè)電流有效值變化如圖3-12所示，圖3-13 (a、(b、(c分別是2010年9月29日監(jiān)測(cè)到的合閘1#、2#、3#整流變壓器進(jìn)線側(cè)斷路器并使能逆變單元輸出的膠帶運(yùn)輸機(jī)啟

2、動(dòng)過(guò)程各整流變壓器電流有效值的變化情況。圖3-14是啟動(dòng)瞬間整流變壓器勵(lì)磁涌流波形。整流變壓器在此種啟動(dòng)方式下（進(jìn)線側(cè)斷路器處于分閘狀態(tài)），啟動(dòng)的短暫瞬間可等效為空載合變壓器，因此在啟動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)了短暫的勵(lì)磁涌流，持續(xù)了40ms 就消失了，雖然勵(lì)磁涌流持續(xù)時(shí)間短暫，但依然反映了勵(lì)磁涌流的變化情況，與電磁暫態(tài)軟件的仿真結(jié)果一致。 圖3-12 2010年08月02日整流變壓器啟動(dòng)電流值 （a ） （b ） （c ）圖3-13 2010年9月29日整流變壓器啟動(dòng)電流值(a 1#整流變壓器 (b 2#整流變壓器 (c 3#整流變壓器 圖3-14整流變壓器啟動(dòng)勵(lì)磁涌流監(jiān)測(cè)波形1.1.2 變壓器空載合閘勵(lì)磁

3、涌流問(wèn)題的仿真由于沒(méi)有變壓器損壞時(shí)的故障數(shù)據(jù)，110kV 變電站的故障錄波也只有7月份的錄波波形，無(wú)法復(fù)原3#整流變壓器空載合閘時(shí)的情況，因此我們采用電磁暫態(tài)仿真軟件對(duì)3#整流變壓器空載合閘時(shí)的故障情況進(jìn)行仿真分析，仿真時(shí)采取的技術(shù)參數(shù)與紅柳林煤礦主斜井的整流變壓器、供電線路、系統(tǒng)容量的技術(shù)參數(shù)完全一致，因此，仿真數(shù)據(jù)可以說(shuō)明變壓器損壞的原因，具有相當(dāng)?shù)淖C明力。 整流變?cè)跈z修或除塵時(shí)，整流變10kV 進(jìn)線側(cè)斷路器處于分閘狀態(tài)。檢修完成后，通過(guò)主井口主控室的控制計(jì)算機(jī)和PLC ，首先合閘整流變進(jìn)線側(cè)的斷路器，并使能變頻器逆變單元輸出，膠帶運(yùn)輸機(jī)起動(dòng)，在仿真中通過(guò)分、合QF 實(shí)現(xiàn)。 圖3-7 合空

4、載整流變壓器的仿真模型QF 處于打開(kāi)狀態(tài)，然后在A 相電壓過(guò)900時(shí)合上電源側(cè)開(kāi)關(guān)QF1，模擬首次空載合閘，整流變壓器的勵(lì)磁涌流波形如圖3-8(a、(b、(c所示。QF 處于打開(kāi)狀態(tài)，然后在A 相電壓過(guò)00時(shí)合上電源側(cè)開(kāi)關(guān)QF1，模擬首次空載合閘，整流變壓器的勵(lì)磁涌流波形如圖3-9(a、(b、(c所示。通過(guò)電磁暫態(tài)仿真軟件對(duì)紅柳林煤礦主井房供電系統(tǒng)的仿真分析可知，無(wú)論在相電壓在何種角度，當(dāng)空載投合整流變壓器時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的勵(lì)磁電流。根據(jù)仿真波形知，在首次投合空載整流變壓器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生650A 的勵(lì)磁涌流，遠(yuǎn)大于整流變壓器的額定電流138.6A ，即使是在A 相電壓過(guò)900時(shí)空載和整流變壓器，雖

5、然A 相勵(lì)磁電流較小，在變壓器額定電流范圍內(nèi)，但B 、C 相依然會(huì)產(chǎn)生高達(dá)500A 左右的勵(lì)磁電流。由于勵(lì)磁電流較大， 變壓器繞組發(fā)熱嚴(yán)重，很可能超過(guò)繞組絕緣的耐受溫度，所產(chǎn)生的電動(dòng)力會(huì)對(duì)變壓器繞組、固定繞組的卡箍造成較大沖擊。從仿真波形中還可以得出，三相變壓器空載合閘時(shí)，由于合閘相角以及變壓器鐵心飽和程度等不同，導(dǎo)致三相勵(lì)磁涌流不對(duì)稱且具有較大間斷角和諧波分量，大量的諧波電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)及力效應(yīng)也是不容忽視的，更加劇了變壓器繞組的發(fā)熱和變形。 00.050.10.150.20.250.30.350.4-200-100100200t/si /A(a 00.050.10.150.20.250.

6、30.350.4-600-400-200200t/si /A(b 00.050.10.150.20.250.30.350.4-600-400-200200t/si /A（c ）圖3-8 勵(lì)磁涌流(090=（a ）A 相勵(lì)磁涌流（b ）B 相勵(lì)磁涌流（c ）C 相勵(lì)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