摘要:事故背景说明:一,发生时间:2018年8月份;二,该公司为生产制造行业,24小时生产;有吸尘风机约20多台,风机为变频启动,风机功率为70KW/95KW/110KW等几种规格;该公司有空压机约28台,电机功率55-95kW;另外,锅炉2台
下面给各位同行看一些真实案例,供各位参考,并尽可能避免工作中的电气事故发生!
事故背景说明:
一,发生时间:2018年8月份;
二,该公司为生产制造行业,24小时生产;有吸尘风机约20多台,风机为变频启动,风机功率为70KW/95KW/110KW等几种规格;该公司有空压机约28台,电机功率55-95kW;另外,锅炉2台,车间各型设备上千台,变频器较多且先进;感性负载较多;
三,该公司每天用电量约13000度;另外,车间楼顶安装光伏发电,光伏发电装机容量为5.76兆瓦+6.38兆瓦,一期光伏发电接该配电室低压并网;二期光伏发电接该高压并网,光伏日发电量约7000千度;
四,事故电容柜,10kV变400V,变压器为2000KVA;电容主柜为三相并联接法,单只电容参数如下:单只电容35Kvar,耐压525V,In=38.5A电流;滤波电抗器参数:单只电抗器35Kvar,耐压525V,电抗率14%,绝缘等级:H,ABC三相,6只*3并联;低压主开关为常熟2500A,生产负荷(夜晚,部分设备运行)大约700-1000A; 光伏发电接该配电室低压并网,夜晚光伏不发电;
五,在事故未发生前,多次发生过单个电容鼓包、漏液及烧毁现象,用福録克谐波仪测量谐波电压和谐波电流严重超过国家标准;
电压配电室因谐波烧坏
电容补偿柜
电容器组
六,此次事故电容柜带电抗器,带自动投切功能系统,远程实时监控,手机电脑APP实时查看,每隔几分钟刷新后台数据,主要监控负载电流、电压、谐波等实时数据;硬件这块,从低压侧母排到电容柜隔离开关→熔断器和断路器保护组成,令人不解的是,电容辅柜基本烧完,电容主柜烧了一部份,而熔断器没动作,分别电容分支断路器未跳闸动作……
七,事故发生在半夜凌晨二点四十五分,工厂高压配电夜班只点检一次,无专人值守;
八,电容柜事故发生过去了快五年,作为一名从事设备维修工作近二十年,至今历历在目,事故图片和视频资料,我一直保存完好,每次看到这些,更令我警醒和努力认真工作……
九,相信很多朋发一定会问事故原因,我可以大概总结一下:
1,生产用电环境恶劣,大功率设备较多;风机、变频器、空压、锅炉等感性负载,24小时生产,谐波电压/谐波电波严重超标……
2,设计电容补偿满足不了现实需求(生产设备一直在增加),保护设计不合理,电容长时间满负荷运行,配电室环境温度通风散热不良……
3,重点:光伏发电只在白天发电,而且是低压并网,光伏端发电谐波无法有效消除,加上工厂生产谐波,二项相加,必然加重事故发生机率……
针对谐波电压及谐波电流的GB/T14549-93国家标准
谐波如何产生
电网谐波主要由发电设备(电源端)、输配电设备以及电力系统非线性负载等三个方面引起的。
(1)电源端产生的谐波
发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称,由于制作工艺影响,其铁心很难做到绝对均匀一致,加上发电机的稳定性等一些原因,会产生一些谐波。
(2)输配电过程产生的谐波
电力变压器是输配电过程中主要的谐波来源,由于变压器设计需要考虑经济性,铁心磁化曲线处于非线性的饱和状态,使得工作时的磁化电流为尖顶型的波形,因而产生奇次谐波。较高的变压器铁心饱和程度使得其工作点偏离了线性曲线,产生了较大的谐波电流,其奇次谐波电流的比例可以达到变压器额定电流的0.5%以上。
(3)电力设备产生的谐波
1)整流晶闸管设备。由于整流晶闸管广泛应用在开关电源、机电控制、充电装置等许多方面,给电网带来了相当多的谐波。据统计,由整流设备引起的谐波将近达到全部谐波的40%,是谐波的一个主要来源。
2)变频设备。电动机、电梯、水泵、风机等机电设备中常用的变频设备,因为大部分是相位控制,其谐波成分比较复杂,除了整数次的谐波成分外,还含有一定分数次的谐波成分,变频设备的功率一般较大,其广泛应用对电网造成的谐波也越来越多。
3)气体放电类电光源。气体放电类电光源如高压钠灯、高压汞灯、荧光灯以及金属卤化物灯等,其伏安特性的非线性相当严重,有的电光源还具有负伏安特性,这些都会给输电网带来奇次谐波成分。
谐波的危害
1)对旋转的发电机、电动机而言,由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁心中产生附加损耗,从而降低发电、输电及用电设备的效率。更为严重的是,谐波振荡容易使汽轮发电机产生振荡力矩,可能引起机械共振,造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳破坏。
2)谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖,不仅导致电机、变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加,而且使绝缘材料承受的电应力增大。谐波电流能使变压器的铜耗增加,所以电机、变压器在严重的谐波负载下将产生局部过热、振动和噪声增大、温升增加,从而加速绝缘老化、缩短变压器等电气设备的使用寿命、浪费日趋宝贵的能源、降低供电可靠性。
3)由于电机、变压器、电力电容器、电缆等负载处于经常的变动之中,极易与电网中含有的大量谐波源构成串联或并联的谐振条件,形成谐波振荡,产生过电压或过电流,危及电机、变压器等负载及电力系统的安全运行,引发输配电事故的发生。
4)电网谐波将使测量仪表、计量装置产生误差,达不到正确指示及计量。断路器开断谐波含量较高的电流时,断路器的开断能力将大大降低,造成电弧重燃,发生短路,甚至断路器爆炸。
5)另外,由于谐波的存在,易使电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动以及在通信系统内产生声频干扰,严重时将威胁通信设备及人身安全等。
低压配电柜电容补偿柜,燃烧后的现场,触目惊心
至今,记忆犹新
谐波的抑制
1.抑制谐波的基本原则
抑制变频器在运行中产生谐波的方法是进行谐波补偿,也就是增加谐波补偿装置,使输入的电流成为正弦波。
2.方法
传统的谐波补偿装置多采用设置LC调谐滤波器的方法来抑制谐波,这种抑制方法既可以抑制谐波,又可以补偿无功功率。不足之处是其补偿特性易受电网阻抗与运行状态的影响,容易与系统产生并联谐振,进而造成谐波放大,容易导致LC调谐滤波器过载,甚至烧坏。
另一方面,LC调谐滤波器仅能补偿固定频率的谐波且补偿效果不甚理想。不过,由于LC调谐滤波器的结构简单、成本较低、设置容易,故现在仍然被广泛应用。
各位同行,有什么感想?
时至今日,一直警醒我,认真工作
来源:若的流年