干式變壓器鐵芯過(guò)熱原因及其補(bǔ)救措施分析

引言

干式變壓器由于采用樹(shù)脂絕緣,所以不會(huì)像油浸式變壓器那樣存在漏油、滲油問(wèn)題,干式變壓器無(wú)可燃性樹(shù)脂,在使用過(guò)程中不助燃,能阻燃,不會(huì)爆炸及釋放有毒氣體,不會(huì)對(duì)環(huán)境、其他設(shè)備和人體造成危害,因此具有維護(hù)工作量小,防火性能好,無(wú)污染,抗短路能力強(qiáng),耐熱能力強(qiáng),安裝方便等一系列優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用廣泛。但是,若干式變壓器使用不當(dāng),就會(huì)給設(shè)備本身帶來(lái)安全隱患,威脅設(shè)備、系統(tǒng)的安全運(yùn)行,這種情況是需要引起重視的。

1干式變壓器鐵芯過(guò)熱情況

某電廠干式變壓器2V3于2011年V月投入運(yùn)行,投運(yùn)后,于2012年5月紅外檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)鐵芯溫度偏高,鐵芯最高溫度為110B,隨后對(duì)該變壓器進(jìn)行紅外跟蹤檢測(cè),從跟蹤情況分析,鐵芯溫度呈增長(zhǎng)趨勢(shì),最高時(shí)溫度達(dá)到107℃。在201V年0月對(duì)其進(jìn)行了停電檢查,發(fā)現(xiàn)鐵芯有過(guò)熱痕跡,鐵芯表面絕緣漆呈塊狀龜裂、脫落,固定鐵芯的扎帶熱縮套有高溫融化痕跡。

1.1變壓器參數(shù)

該變壓器銘牌參數(shù)如表1所示。

1.2變壓器鐵芯溫度紅外跟蹤

變壓器鐵芯溫度紅外跟蹤統(tǒng)計(jì)如表2所示。

該變壓器鐵芯過(guò)熱現(xiàn)象如圖1、圖2所示。

2干式變壓器鐵芯過(guò)熱原因分析

干式變壓器鐵芯過(guò)熱,一般由以下幾種情況引起:變壓器過(guò)負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致鐵芯過(guò)熱[1]:硅鋼片質(zhì)量較差,造成空載損耗增大,導(dǎo)致鐵芯過(guò)熱:變壓器鐵芯多點(diǎn)接地造成鐵芯過(guò)熱[2]:風(fēng)機(jī)或溫控儀損壞,不能正常散熱導(dǎo)致鐵芯過(guò)熱:變壓器設(shè)計(jì)運(yùn)行電壓與實(shí)踐運(yùn)行電壓不匹配,磁密增大,導(dǎo)致鐵芯發(fā)熱。下面針對(duì)上述幾種情況進(jìn)行逐一分析。

2.1變壓器過(guò)負(fù)荷運(yùn)行

根據(jù)電廠對(duì)干式變壓器24B所帶負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)情況,該變壓器所帶最大負(fù)荷僅為變壓器額定容量的70%,因此不存在變壓器過(guò)負(fù)荷運(yùn)行情況。

2.2硅鋼片質(zhì)量較差,造成空載損耗增大

通過(guò)咨詢(xún)變壓器生產(chǎn)廠家,廠家提供了該變壓器硅鋼片型號(hào)及批次等相關(guān)材料,且用該批次硅鋼片生產(chǎn)的變壓器在其他地方運(yùn)行均未發(fā)現(xiàn)異常,可以排除是由于使用劣質(zhì)硅鋼片造成空載損耗增大導(dǎo)致鐵芯過(guò)熱的情況。

2.3變壓器鐵芯多點(diǎn)接地

2014年3月23日,在干式變壓器24B停電時(shí)對(duì)其進(jìn)行了預(yù)防性試驗(yàn),測(cè)量鐵芯對(duì)地絕緣電阻為1600MQ,其他試驗(yàn)項(xiàng)目也未發(fā)現(xiàn)異常,試驗(yàn)合格,鐵芯不存在多點(diǎn)接地的情況。

2.4風(fēng)機(jī)或溫控儀損壞,不能正常散熱

在變壓器運(yùn)行時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查,發(fā)現(xiàn)變壓器溫控儀及風(fēng)機(jī)均運(yùn)行正常。

2.5變壓器設(shè)計(jì)運(yùn)行電壓與實(shí)踐運(yùn)行電壓不匹配,磁通密度增大

從干式變壓器24B銘牌上來(lái)看,該變壓器高壓側(cè)電壓最高按照36750V設(shè)計(jì),然而電廠35kV母線運(yùn)行電壓實(shí)際最高為38.2kV,最低為37.2kV,該變壓器的實(shí)際運(yùn)行電壓高于設(shè)計(jì)運(yùn)行電壓。通常變壓器在額定電壓運(yùn)行時(shí),鐵芯中的磁通密度已接近飽和狀態(tài),當(dāng)變壓器的運(yùn)行電壓高于其額定電壓時(shí),變壓器鐵芯飽和程度增加,空載電流增大,電壓波形中的高次諧波成分增大,超過(guò)額定電壓過(guò)多會(huì)引起電壓波形嚴(yán)重畸變,同時(shí)由于磁通的增大使鐵芯損耗增大,從而引起變壓器鐵芯過(guò)熱。圖3為35kV開(kāi)關(guān)站主監(jiān)視圖。

圖335kV開(kāi)關(guān)站主監(jiān)視圖

綜上所述,該變壓器鐵芯過(guò)熱原因是由于變壓器設(shè)計(jì)運(yùn)行電壓與實(shí)踐運(yùn)行電壓不匹配,實(shí)際運(yùn)行電壓高于設(shè)計(jì)運(yùn)行電壓,導(dǎo)致變壓器運(yùn)行時(shí)磁密增大,鐵芯過(guò)度飽和,鐵芯損耗增大引起鐵芯發(fā)熱。

3補(bǔ)救措施

針對(duì)該變壓器存在設(shè)計(jì)電壓不滿(mǎn)足實(shí)際運(yùn)行電壓導(dǎo)致鐵芯發(fā)熱的問(wèn)題,立即啟動(dòng)了備品備件的采購(gòu)計(jì)劃,在采購(gòu)技術(shù)文件中,充分考慮了電廠35kV母線的實(shí)際運(yùn)行電壓最高為38.2kV,要求35kV側(cè)額定電壓按照38.5kV設(shè)計(jì),可調(diào)節(jié)檔位V檔,最低運(yùn)行電壓36.58kV,最高運(yùn)行電壓40.42kV。備品到貨后,于2015年3月對(duì)該變壓器進(jìn)行了更換,更換后,對(duì)變壓器進(jìn)行紅外跟蹤檢測(cè),檢測(cè)發(fā)現(xiàn)鐵芯溫度最高為85℃,未發(fā)現(xiàn)鐵芯有過(guò)熱現(xiàn)象。

4結(jié)語(yǔ)

干式變壓器由于具有維護(hù)工作量小,防火性能好,無(wú)污染,抗短路能力強(qiáng),耐熱能力強(qiáng),安裝方便等一系列優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用,但是干式變壓器如果選型和使用不當(dāng),就會(huì)給設(shè)備本身帶來(lái)安全隱患,威脅設(shè)備、系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此,設(shè)備選型作為設(shè)備管理的重要環(huán)節(jié),必須充分考慮變壓器的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行工況,采購(gòu)適合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行工況的設(shè)備是保障安全生產(chǎn)的關(guān)鍵,也是做好設(shè)備本質(zhì)安全工作的前提和基礎(chǔ)。