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110KV变压器箱沿紧固螺栓发热的经典处理案例分析

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110kV变压器箱沿紧固螺栓发热的经典处理案例分析

通过分享事故案例,学习变电站知识的同时,了解事故的发生原因及最佳处理方案,学习已有的经验,吸收过往的教训,提高自身的技术水平,更好的做好变电站的各项工作。

某企业变电站配套安装两台变压器,为110/35/10kV三圈变,容量为63MVA,2003年5月份生产,同年8月份投入运行。运维人员在对一台110kV变压器进行巡检时,第一次使用红外成像测温仪对变压器器身进行检查,发现部分箱沿位置有5颗螺栓发热。最热点温度58.6℃,正常温度42℃,温升16.6℃。分别位于高低压两侧,主变负荷36.7MVA,为该日最高负荷。进一步检查发现,变压器无异常,后台监控和各保护装置无异常信号发出,变压器运行正常。

危害分析:变压器箱沿连接螺栓的作用是固定钟罩与变压器底座,如果发热,长期在局部高温下运行,不仅会加速密封胶垫的老化,缩短其使用寿命,还会降低变压器油的绝缘强度。同时,高温会使变压器油的分解加速,产生气体,轻者会造成主变压器轻瓦斯报警,重者会导致主变压器重瓦斯动作,造成变压器跳闸。

跟踪巡检:对该变压器进行油色谱分析,结果显示变压器油无异常。从当日开始,每日选取该主变压器最高负荷时,对5颗发热螺栓进行为期一周的跟踪检测。

原因分析:通过上述跟踪检查,发现变压器箱沿连接螺栓最热点与外壳温差受变压器负荷影响较大,负荷增加,温差增大;负荷降低,温差缩小。箱沿螺栓异常发热区域主要集中在高、低压侧。结合以上分析,判断漏磁通是造成变压器器身与底座连接处螺栓发热的根本原因。

漏磁通原因:变压器在工作过程中,除主磁通参与能量的交换外,绕组线圈产生的一小部分磁通,还会通过变压器油等弱导磁性介质,进入变压器油箱再次构成磁通回路。由于这部分磁通仅与本绕组交链,与其他绕组不发生耦合,也就是没有参与电能的交换,因此对变压器传递电能的工作无任何帮助,故称为漏磁通。

发热原因:变压器高压、低压绕组所产生的磁通,未全部通过主磁路铁芯,也没有全部与高压和低压绕组交链,于是这部分磁通经过非铁磁物质闭合,如变压器油、铁、绕组或空气等。当大量的漏磁经过油箱形成闭合回路时,会在漏磁通较大位置的上、下节油箱连接的螺栓产生电流,引起杂散损耗,最终使螺栓发热。

整改方案:查阅变压器技术说明书,变压器内部未安装磁屏蔽,若安装磁屏蔽,需停电较长时间,而且费用较高。为此,该企业变电站组织进行了以下几种方式的改造:1、将发热螺栓更换为低导磁率的不锈钢螺栓,温度降低2-3℃,未解决根本原因。2、在连接螺栓与变压器箱沿接触处加装石棉环氧树脂绝缘垫,以切断电流通路。将发热螺栓加装绝缘垫片后,利用红外测温仪观测发热螺栓温度,发现整体温度下降效果并不明显,并且出现了发热点转移至变压器箱沿的现象。3、为了增加短路电流通路,在发热螺栓上加装40*4短接铜排,相当于一个等效并联电阻。因短接铜排电阻远小于螺栓电阻,铜排可起到分流作用,且能增加散热面积。在发热螺栓上加装短接铜排后,利用红外测温仪观测发热螺栓温度,降幅平均为20.1℃。螺栓整体温度趋于平均,效果明显。