整流變異常故障現(xiàn)象的分析及對(duì)策

1引言

石墨生產(chǎn)是把石墨焙燒制品置于石墨化爐內(nèi)，通過大電流低壓電加熱產(chǎn)生熱能，經(jīng)爐內(nèi)物理化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，使六角碳原子平面網(wǎng)格從三維空間的無序重疊轉(zhuǎn)變?yōu)槿S空間有序重疊，石墨制品有嚴(yán)格的焙燒工藝過程，單位時(shí)間內(nèi)，電壓、電流、溫度相互配合，特別是高純度石墨化生產(chǎn)工藝，每焙燒生產(chǎn)一爐石墨制品(180h)，由最低電壓逐步升高到最高電壓，同時(shí)每升高一級(jí)電壓，需要結(jié)合焙燒工藝及檢測爐內(nèi)溫升理化情況，需停電散熱再送電工藝過程。為此說明，石墨化整流變屬于在惡劣工況下運(yùn)行的電氣設(shè)備，本文根據(jù)一套石墨化生產(chǎn)線，整流變壓器型號(hào)：ZHSFPZ-8000kVA/35kV，在正常生產(chǎn)停送電過程中發(fā)生兩次輕瓦斯氣體報(bào)警信號(hào)，并從氣相色譜報(bào)告及電氣試驗(yàn)綜合分析，判斷整流變壓器內(nèi)部故障，經(jīng)現(xiàn)場吊芯檢查，找出故障點(diǎn)及排除故障措施，經(jīng)近兩個(gè)月的運(yùn)行安全穩(wěn)定，節(jié)約了吊裝運(yùn)輸、返廠維修、停工停產(chǎn)等諸多費(fèi)用。

2整流變壓器故障現(xiàn)象

一套8000kVA/35石墨化生產(chǎn)線，2005年投入運(yùn)行，在近段生產(chǎn)中，一個(gè)生產(chǎn)周期(一爐產(chǎn)品)先后發(fā)生兩次輕瓦斯氣體報(bào)警信號(hào)，第一次輕瓦斯信號(hào)是在爐子正常停爐散熱后，當(dāng)時(shí)運(yùn)行電壓100V時(shí)(21檔)，送電時(shí)一次電流突然增大，并出現(xiàn)輕瓦斯氣體報(bào)警信號(hào)，后停電排輕瓦斯氣體試送電正常，未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象;第二次輕瓦斯信號(hào)同時(shí)在爐子正常停爐散熱時(shí)，當(dāng)時(shí)運(yùn)行電壓120V時(shí)(27檔，最高電壓級(jí))，送電時(shí)一次電流突增，并出現(xiàn)整流變異常聲音及產(chǎn)生輕瓦斯氣體報(bào)警信號(hào)，經(jīng)排瓦斯氣體聞?dòng)谐粑?，明火點(diǎn)燃易燃，后試送電運(yùn)行正常。對(duì)兩次輕瓦斯氣體報(bào)警信號(hào)高度重視，一方面加強(qiáng)整流變壓器重點(diǎn)監(jiān)視運(yùn)行措施，防止事故擴(kuò)大，確保該產(chǎn)品焙燒結(jié)束，把損失降到最低限度;另一方面取油樣進(jìn)行色譜分析，盡快查找整流變壓器故障隱患，現(xiàn)從三方面綜合分析。

3 整流變壓器故障原因分析

3.1 取油樣氣相色譜分析;

氣相色譜分析----是氣體先溶于油中，超過油的溶解限度時(shí)會(huì)形成游離氣體，這些氣體的組成與故障類型及嚴(yán)重程度有著密切的關(guān)系，所以，氣相色譜分析能盡早的發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部是否存在故障，并可隨時(shí)監(jiān)視故障部位及發(fā)展?fàn)顩r。氣相色譜分析數(shù)據(jù)報(bào)表，如表Ⅰ

表Ⅰ 氣相色譜分析數(shù)據(jù)報(bào)告

分析意見：氫氣乙(H­­2)乙炔(C­­2H2)已超過注意值，根據(jù)三比法編碼規(guī)則，編碼組合：0—0—0，參考故障類型：150-300℃范圍有過熱性故障，如：線圈外包絕緣脆化，繞組油路堵塞，鐵芯局部短路等故障，建議跟蹤分析，監(jiān)視運(yùn)行。

3.2 電氣試驗(yàn)檢測

該爐產(chǎn)品焙燒結(jié)束后，停電做電氣試驗(yàn)檢測，整流變壓器共進(jìn)行四項(xiàng)電氣試驗(yàn)工作，試驗(yàn)結(jié)果如下：

(a). 絕緣電阻測量，低壓400MΩ，高壓絕緣電阻均在1000MΩ以上，低壓絕緣電阻較低的原因分析，低壓二次端子用銅排出線，外加裝3240酚醛板，酚醛板外部表面及縫隙粘有石墨粉塵。

(b).直流電阻測量，最大相間不平衡系數(shù)在高壓側(cè)，為1.55%，此值和整流變出廠試驗(yàn)報(bào)告對(duì)比，接近常值。

(b).單相空載試驗(yàn)，空載電流比出廠值約5%，應(yīng)在合格范圍內(nèi)。

(d).鐵芯接地點(diǎn)對(duì)地?fù)u測，斷開外部接地線， 2500V搖表測試為180MΩ，初步分析判斷鐵芯有多點(diǎn)接地隱患。

3.3 現(xiàn)場吊芯檢查。

為了盡快消除整流變壓器故障隱患，防止事故擴(kuò)大，根據(jù)整流變壓器故障現(xiàn)象。色譜分析報(bào)告及電氣試驗(yàn)綜合分析，并和整流變壓器廠家技術(shù)人員共同商討，初步判斷故障點(diǎn)在鐵芯局部，決定采取現(xiàn)場吊芯檢查措施。吊開上節(jié)油箱，檢查發(fā)現(xiàn)上鐵軛U型拉緊螺絲帽松動(dòng)，(如圖所示：故障接地點(diǎn)位置a、b)，中間絕緣紙板脫落，造成U型拉帶拉緊螺絲桿與鐵芯似接非接現(xiàn)象，鐵芯表面有明顯粘有燒熔金屬物，燒傷面積30×20mm²，U型拉緊螺桿燒損10%.

3.4 故障原因分析

(a) 該特種石墨制品焙燒工藝需求比較嚴(yán)格，一個(gè)生產(chǎn)周期180小時(shí)，并結(jié)合焙燒工藝及檢測爐內(nèi)溫升理化情況，需停電散熱再送電工藝過程15余次，停送電較為頻繁，U型拉帶螺帽松動(dòng)，造成螺桿與鐵芯之間絕緣紙板脫落。

(b) 在送電過程中，由于整流變壓器受電磁機(jī)械力的作用，使U型拉帶螺絲與鐵芯局部連接，造成鐵芯多點(diǎn)接地故障，在鐵芯中產(chǎn)生渦流發(fā)熱。

4解決故障措施

4.1用銼刀把鐵芯表面粘連燒傷的金屬物進(jìn)行處理，用托盤對(duì)處理掉的金屬物進(jìn)行管理回收。防止金屬物落入油內(nèi)及鐵芯線圈內(nèi)部。

4.2松開上鐵軛加緊螺絲，使鐵芯疊片同時(shí)松開。用遠(yuǎn)紅外發(fā)熱板烘烤鐵芯受損部位約100℃，待鐵芯局部油污烘干后，涂抹絕緣漆，再烘干處理，確保局部鐵芯片絕緣良好。

4.3 更換U型拉緊螺絲桿及絕緣紙板，同時(shí)調(diào)整U型拉緊螺桿角度、距離保持在5mm。

4.4 防止同類故障再次發(fā)生，對(duì)其它U型螺桿緊固，絕緣處理及角度、距離調(diào)整。

5結(jié)束語

該整流變壓器故障，經(jīng)過幾個(gè)方面的綜合分析，查出問題存在的原因，采取現(xiàn)場排除故障措施，消除了故障隱患，經(jīng)近2個(gè)月的運(yùn)行安全穩(wěn)定，該故障的解決避免了吊裝運(yùn)輸、返廠維修、停工停產(chǎn)等諸多經(jīng)濟(jì)損失。