1 某公司电炉补偿装置概述

1.1  电炉变压器参数

    型号 HSSPZ_20000/110；额定容量12.5MVA；高压额定电压110KV；高压额定电
流65.6A；低压额定电压132_156V；接通组别Y0/△_11；功能因数补偿容量4Mvar；
补偿线圈额定电压6.3KV；调压线圈额定电压13.603KV；强迫油水冷却；户内续运
行；1987年5月投入运行。

1.2  继电保护设置

    110KV电炉变压器装设有：定时限过电流保护\零序过电流保护\变压器及有载
调压开关重瓦斯保护\6KV母线低电压保护，这些保护在保障情况下同时跳开110KV
SF6断路器和6KV真空短路器。

    6KV电容器补偿装置设有：反时限过电流保护\定时限流保护\过电压保护\电容
器低电压保护\零序电压保护，这些保护在故障跳开6KV真空短路器。

    在变压器及补偿装置发生电气故障时，一般由保护动作将短路器调闸，把故障
点与电源隔离以保护设备避免事故扩大，但由于设备等缺陷酿成设备事故，有如下
实例。

2  事故实例

    1990年5月2日301#炉12.5MVA电路变压器，由于6KV电容器补偿装置断路器柜铝
排烧断短路，变压器重瓦斯和过电流保护动作跳闸，检查发现电炉变压器6KV线圈
匝短路并严重变形，由于严重变形膨胀致使调压线圈也同时损坏，被迫停炉大修更
换补偿和调压线圈。

    1996年6月13日，302#12.5MVA电炉变压器，由于操作人员误操作，带负荷拉6
KV电容器组真空断路器柜内负荷侧隔离开关，弧光短路，变压器重瓦斯和过电流保
护动作跳闸，检查发现6KV补偿线圈三相严重变形，由于严重变形膨胀致使调压线
圈也同时损坏，被迫停炉大修更换补偿和调压线圈。

    1996年9月22日，刚大修更换补偿和调压线圈投运二十多天的301#炉变压器，
由于6KV电容器室电抗器爆炸起火，造成短路变压器重瓦斯和过电流保护动作跳闸
，检查发现变压器6KV补偿线圈及高压线圈三相严重变形损坏，由于电容器室起火
，高压断路柜，电压互感器柜，电容器及相关线路烧坏报废，整个房子内被火烟熏
黑，最次被迫停炉大修更换补偿和调压线圈，对电容器补偿装置进行技术改造。

    以上事例表明，由于12.5KVA电炉变压器补偿装置发生故障，导致线圈损坏的
事，后果十分严重。

3  变压器线圈损坏的原因分析和采对策

3.1  从变压器结构上来看，原制造厂对该型号电炉变压器的补偿和高压线圈均采
用单园筒式线圈，分别绕制安装，其优点是，工艺性好，便于线圈层间油道散热，
效率高。缺点是，端部支撑的稳定性较差，抗短路冲击能力差，同时冶炼生产过程
中的停送点操作对变压器的冲击较频繁，使变压器内部紧固件，压紧件容易松动。

    结合电炉变压器大修更换补偿和调压线圈，在线圈结构上进行了新的设计制造
，由原单园筒式线圈改为单螺旋式线圈，同时把原补偿和调压线圈分别制作，改为
共同绕制在同一个骨架上，以提高线圈的纵向绝缘强度和机械强度，提高线圈稳定
性和抗冲击能力。

3.2   6KV电容组补偿装置

3.2.1   电容器组，高压真空断路器柜，油浸电抗器，电压互感器柜，同安装在同
一个室内，从设计的电容器室来看，设备安装拥挤安全空间小，通风\透气\透光性
差，电容器组设备运行\维护\点检受环境的不利因素影响。

     结合电容组改造，利用厂房附近的闲置厂房，作为电容器室专门安装电容器
组及电压互感器，把原使用的房子进行了技术改造作为控制事，专门安装高压真空
断路器柜，高压电压互感器柜及空心电抗器，解决了原设备安装拥挤，通风\透气
\透光存在的不利因素，提高了空间安全距离，给电容器组及设备的运行\维护\点
检提供了良好的条件。

3.2.2   原高压真空断路器柜，由于操作频繁断路器电气连锁装置及机械磨损，造
成断路器分\合闸性能下降，可靠性差，柜内高压引线安装在断路器正面，电磁机
构安装于柜内，给处理故障时分动分\合闸操作带来了不安全因素，同时高压真空
断路器没有防误操作连锁功能，对这些问题，在一次结线上和设备选型上均进行了
叫大的技术改造。

3.2.2.1  增加一套高压真空断路器柜，利用两套真空断路器串联使用，其运行方
式为：1DL真空断器平时不带负荷操作处合闸状态，故障时保护动作跳闸，2DL真空
断路器作为电容器组正常运行带负荷投\切操作，当故障时继电保护动作同时跳开
1DL，2DL真空短路器，提高设备运行的可靠性，有效地防止类似事故的发生。

3.2.2.2  选用GG_1A(IF)Z具有机械防误型的高压真空断路器柜，配置CD-10型电磁
操作机构并安装在柜的正面，从选型上改变了原真空断路器存在的不足，提高了技
术装备。

3.2.3  电容组串联电抗器，原选用CkSQ180/6.3型油浸式电抗器，与电容组为星型
结线，母线短路或电容器击穿短路时，变压器线圈将直接受很大的短路电流冲击对
变压器不利。

       改选采用CkGkL-120/6-12型分相空心水泥电抗器与电容器串联安装在电容
器组电源侧真空断路器负荷侧，母线短路或电容器内部击穿短路时，有电抗器承受
很大的电流冲击，减少变压器线圈手短路电流冲击。

3.3  继电保护装置灵敏度低，可靠性差，操作人员对继电保护的原理，不够熟悉
，301#电炉变压器6K侧短路故障点在真空断路器柜内电流互感电源侧，即电流保护
区内，302#电炉变压器{dy}次6KV侧短路故障，是由于处理真空断路器电动柜闸故
障时，退出直流电源后，误拉刀闸保护无法执行指令，第二次6KV侧短路的故障是
在电容器室起火，保护已动作跳闸，三次电炉变压器6KV侧故障均由电炉变压器主
油箱重瓦斯和过电流保护动作切除110KV电源，同时电炉变压器6KV补偿圈损坏，事
实证明，电炉变压器重瓦斯保护及110KV侧过电流保护，不能满足6KV侧故障保护的
要求。“前面所述，与电炉变压器结构及线圈抗短路冲击能力等因素有关”。

    针对继电保护装置改造，特别是6KV侧，在总结存在不足的基础上，进行了改
造和定值\灵敏度的校验调整，增加一套高压真空断路器及保护装置，故障时保护
装置动作，两套断路器同时跳闸，以提高保护装置切除故障的可靠性。

3.4   设备巡视\点检\维护不太到位，尤其是岗位点检工作，考核不严，操作人员
技术业务素质跟不上，对规章制度的学习不够重视，责任心不够强等因素，致使设
备运行中存在的隐患未能及时发现和xx,误操作事故未能有效地得到防止。管理
工作上也存在不足，在操作岗位的人员配置疏忽，对操作制度执行情况\检查考核
以及培训为能达到预期效果等诸多因素，采取以下防范措施。

3.4.1  强化操作规程的执行与考核，进一步完善操作规程，对车间班组有计划地
组织员工学习，使员工能够做到懂规程\会操作\确保操作规程的严格执行落到实处
。

3.4.2  完善设备巡视\点检\维护\检修\保养制度，在操作岗位及操作地点，悬挂
明显的标示\警示牌。强化对高压设备的运行\维护\操作管理工作，从严考核，切
实把岗位巡视\点检工作落实到位，确保设备隐患能做到及时发现和xx。

3.4.3  有计划地组织全厂有关岗位的操作人员，进行岗位培训，应知\应会达到相
应岗位的要求，合格后方能上岗。

4  结束语

    分析发现，某公司12.5MVA电炉变压器补偿装置事故导致变压器线圈损坏，其
主要原因是炉变6KV侧电容补偿装置故障所致，而引起6KV侧补偿装置故障的原因又
是多方面的，设备因素，人为因素，如违犯操作规程，维护处理不当，缺陷隐患等
，都直接影响变压器及高压设备的安全运行，因此，只有改变人的主观能动性，加
强变压器及相关电气设备的运行维护和技术管理工作，才能有效地减少设备故障及
事故的发生，保障电气设备系统的安全运行。