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关于我

67年茂陵机校毕业,68年进铜川变压器厂,干电工11年,变压器试验5年,管总装引线技术5年,在生产质检服务部门各干一年,在工艺科从事图纸会签现场工艺6年,我的E-mail: transformerhe@163.com,欢迎交流。

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第十章 变压器在用户发生的问题(续一)  

2008-08-08 16:06:39|  分类: 变压器类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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第十章 变压器在用户发生的问题(续一) - transformerhe - transformerhe的博客 106  几例油中含气量超标与变压器内部故障
      (1)1992年初,陕西榆林地区供电局所管的府谷1号变电站,色谱跟踪我厂在该变电站的一台SFSZL7 -    16000/110/38.5/10.5型主变,发现油中含气超标,派人去修理,找出铁心多点接地一处,当时修理人员随手在地上拾到一物件垫在故障处,故障消除,又过了一段时间色谱分析还有问题,又派人修理,发现原先垫的东西在铁心振动下脱落,用带去的纸板把接地点隔开夹紧,故障彻底消除,油中含气正常,但在这事发生后,我厂变压器很长时间打不进该局。
     (2)我厂为铜川黄堡变电站供的一台SFS 7 -31500/110型变压器,于1989年9月5日投运,在随后的几次油中含气分析中发现各气体含量不断地增加,变压器退出运行返厂修理中找出问题,是钟罩油箱上安装的讯号温度计管顶到铁心大级上,形成铁心多点接地,并把相顶地方烧熔。
     (3)我厂制造SFSZ 7-31500/110/38.5/10.5型一台变压器,于1996年初在青海海东供电局某变电站做投运前的交接预防性试验中,高压中性点套管引线被击穿,而当时在下部放油做色谱分析时油中含气正常。在变压器投运不久的几次色谱分析中,用户说总烃超标,再加交接试验时中压直流电阻不平率略超标准,就断定变压器内部有问题,厂里曾派出两批修理人员因找不到任何问题而返厂。厂方解释说高压中性点引线被击穿而产生的各种气体,因变压器不运行,油不循环,投运前的色谱分析正常是可以理解的。变压器投运后因油开始循环,击穿部位的气体才遍布各处,这时色谱分析总烃超标也是可以理解的,变压器真无故障,油循循环均匀了总烃就会稳定在某一数值。好在以后几次色谱分析中,总烃保持恒定不再增加,厂方的解释最终得到证实,变压器至今运行良好。
      (4)青海大通县桥头发电厂使用我厂造的SF7 -20000/13.8型变压器一台,1997年5月用户告知说变压器油中含气超标,要求派人处理,到现场后得知,高压三个单相无励磁开关操作杆在一次操作中其中一个杆下部转动开关的插口开裂,用户把断裂部分换成一节铜管,而夹固时用了一个铁螺栓和铁销子。
       无论单相夹片式或单相鼓式结构的无励磁开关,操作杆都是用胶纸筒制造的,紧靠开关一端都有铁件加固胶纸筒来转动开关,这个铁件在这儿属于悬浮物,在电场中它带有悬浮电位,图纸上还要求给它包绝缘,一般情况它所处的地方无机会放电,对运行带不来影响。但修理过的开关杆情况就有所不同,在一处有两个悬浮物,而且铁螺栓在铜管孔内可自由窜动,由于材质不同,长度所处电场方向不一样,所带悬浮电位也不同,它们之间电势要趋于平衡会发生放电,使油中含气量超标。
       有问题的开关杆取下,把加固用的铁螺栓铁销子用绝缘的材料代替,这样处理后油中含气恢复正常。
       107  由雷电而引起的油中乙炔超标
     (1)问题的提出
       在陕西榆林供电局所管辖的、还未正式交工的府谷2号变电站里,1997年元月投运了我厂制造的一台SFSZ 8 -50000/110型降压变压器,1997年7月26日在一阵炸雷暴雨之中变压器发生差动保护动作,控制室内部分元件被烧毁,当时继电器厂来人刚完成各种调试,中压侧架空线只在站内未架设出去。
       变压器停运后从微机中调出停电前的三相电压电流数据及图表,负荷只有2000KVA左右,高低压三相电压正常,电流除B相高低压略小外,三相电流曲线对称。该局认为变压器内部可能有故障,对这台变压器进行了停运后;也就是投运以来第一次油的色谱分析,结果见表15。
          表15

 第十章 变压器在用户发生的问题(续一) - transformerhe - transformerhe的博客

        由于该站基建项目未完,还没有把变压器移交生计部门,故只有投运时的色谱分析,据说化验结果正常而没有后来运行几月的化验结果。虽从表15中可明显看出乙炔含量超标是属变压器内部放电所致,但气体含量的发展趋势无法知晓。
     (2)变压器电气性能试验和吊罩检查
       油中乙炔超标导致变压器停运,厂家和用户对站内架空线路、有关设备及变压器进行了外观检查,未发现任何异常。接着进行变压器常规电气性能试验,也未能发现任何问题,最终决定对变压器进行吊罩检查,器身检查结果一切正常。
        为了慎重对待这台变压器问题,该局把有关情况汇报给上级有关部门,得到的答复是该变压器注上油后重新做各种试验,一切正常后可重新送电。最后这次试验更仔细更全面,除直流泄漏电流是正常值的1.5倍外,其结果一切完好,于8月10日变压器送电冲击3次,在空载运行9h后因另一变电站10KV线路遭雷击,开关跳闸,改由该变压器供电并带上原先的少量负荷运行。
        变压器运行一天后的油样化验与这次吊罩注油后的油样化验结果一样无乙炔,后来几次反馈的信息表明油中不再含乙炔气体,说明变压器内部放电现象消失。
     (3)变压器内部放电原因分析
       该台变压器停运后,不但对主变进行了油中色谱分析,而且对站内正在运行的9台110KV电流互感器的油样也做了色谱分析,其9台电流互感器的含气种类和含气量与主变极其相似,电流互感器乙炔平均含量A相26.1×10-6,B相25.3×10-6,C相6.3×10-6,说明9台电流互感器内部与主变一样存在着放电现象。
        能使电流互感器和主变内部放电,说明架空线路上存在着过电压,这个过电压形成原因分析如下:
        1)主变及电流互感器油中乙炔含量超标发生在雷雨季节。
        2) 该变电站修建在周围都是小山的一个半山腰上,110KV输电铁塔及站内避雷针高度都在30m,其顶部均超过周围山顶,形成明显的易击点。
        3)据当地人讲此地热天雷电频繁,且多为对山顶的直击雷,在该站工作的一个下午曾遇到两次雷阵雨,第二次雷阵雨时作者本人亲眼见到一个雷击在紧靠围墙的输电铁塔顶上。
        4)从主变及电流互感器油中含气分析结果看,高压三相进线都遭受过雷击过电压,导致内部非惯性放电使乙炔含量超标。但为什么A,B相严重,而C相较轻,从站内110KV3个避雷器动作次数指示上可以看到,A,B相动作次数为零,而C相动作次数为3次,据此说明在110KV线路上多次遭受过雷击,在雷击时A,B相安装的避雷器因某种原因拒绝动作。据调查避雷器发生事故原因,69%是制造质量问题,25%为运行不当造成,6%为选型不当造成。C相避雷器虽然动作,但因多种原因造成残存的雷电过电压还比较高,还是造成主变和电流互感器的内部放电。
       (4)站内接地系统不良原因分析
         据说变电站接地系统完工后,验收接地电阻都符合要求,以下两点可以使接地电阻合格变成不合格:
 该变电站建在半坡上,平地是推出来的,有的地方回填的是山上的砂土,不填的地下尽是软砂岩,土壤的电阻率本来较高,ρ>1000Ω/m 。
       地基回填的砂土没有处理好,接地网铺设在砂土与水泥地面之间,在下雨时大量雨水从没有封好的缝子漏到水泥地板下,造成局部回填土塌陷,有的地方砂土与水泥地板分离,使接地网受损,接地电阻增大,最终造成雷电残余电压过高。
     (5)结束语
       由于该变电站自身原因造成主变和电流互感器油中乙炔含量超标,如果另换一家的变压器和电流互感器产品,其结果轻者同上一样油中乙炔含量超标,重者会把主变和电流互感器击穿烧毁。
        该局如不认真对待此变电站存在的问题,今年雷雨季节主变和电流互感器油中乙炔含量超标,来年雷雨季节事故还会出现,事故出现几回最终会使主变和电流互感器彻底损坏。
       值得庆幸的是,在同该局有关技术人员谈到府谷2变问题时,该局已认识到因遭受雷击,才造成主变和电流互感器油中乙炔含量超标的事故。
       108  电炉变压器轻瓦斯动作原因分析
       The Analysis of Reason for Act of  Light Gas Relay in Furnace Transformer
      (1)轻瓦斯继电器动作情况介绍
        HCSSP-5000/38.5型电炉变压器是我厂1997年3月制造,1997年10月23日在陕西省神木县店塔电化股份公司投运。送电冲击的第一次一切正常,第二次冲击轻瓦斯信号动作,在以后的几天空载运行轻瓦斯动作,负载运行轻瓦斯也动作,只是动作间隔时间有长有短罢了,短的半个小时,长的20个小时。
      (2)继电器内气体来源分析
        使继电器轻瓦斯动作的气体来源有多方面,就这台变压器而言,气体有以下几个来源:
        1)变压器内部多种故障可使油和纸分解,而产生瓦斯气体。
         2)变压器现场吊心后残留在器身及油中的气体。
         3) 油水冷却器在运行中产生的负压而吸进的空气。
      (3)气体来源的查找
         1)  气体性质的鉴别
         在电炉变压器投运最初几天,轻瓦斯动作令人担忧,怕变压器内部出现故障。平常在修变压器时对故障油气味有很强的记忆和判断能力,故先在瓦斯继电器上收集气味来闻,无异常气味,后用集气瓶收集瓦斯继电器内气体,用火点不燃,以上两种方法均证明瓦斯继电器内的气体不是瓦斯气体而属空气。
         2)  变压器内部最初气体产生的原因
        此台变压器安装就位后,负责安装的工程单位把变压器与油水冷却器的进出油管道安反,即变压器底部的凉油先进冷却器,经冷却后的油再由冷却器进入变压器上部,此种油流向降低了油的冷却效果。后经指出,施工单位把油流方向改正确,但从冷却器下部向上注油到达高处的变压器,使冷却器及管道内的大量空气进入变压器内。
        尽管变压器加满油后进行放气和静放一天的处理,但藏在器身绝缘件及油中不易跑掉的空气和附着在箱盖凸出部分的空气,在变压器投运猛烈电磁力的振动下,纷纷向上跑,使轻瓦斯动作,随着时间的推移,动作时间间隔越变越长。变压器带上负荷伴随着负荷不断地加大,在强大的电动力的振动下,埋藏在更深处和附着力较大的空气开始向上跑,使间隔时间由长变短了,带负荷又运行数日,轻瓦斯动作间隔时间又慢慢变长。
         3)  油水冷却器进气的查找
         瓦斯继电器内出现空气,如属于变压器内部隐藏的,会随着时间推移逐渐减少直到消失。但此台变压器带负荷运行已有10天,而轻瓦斯还是以10~20h的间隔动作一次,这使人不得不怀疑是其它地方进气。先把冷却器上的所有螺母拧紧一遍,观察一段时间无效果,为了区分冷却器那一组有进气现象,又对两组冷却器分别做停一个开一个的试验,结果一样。最后才把进气焦点放在冷却器上由安装单位加的一段注油管上,此加油管由一个活门两端接有铁管用发兰与冷却器一管道相连。
        油水冷却器在试验时开开停停,从加油管口偶尔发现有油滴下,认为活门没有关死,找来堵头拧紧效果能好些。继续查找又发现活门通向发兰的管子,在与活门丝扣连接处有油迹,据安装此管的人说管子丝短只与活门上了两扣。到此真相大白,是由于安装单位临时雇用的人技术不佳,造成管子负压进气。
       (4)改进措施
         变压器进气既是加油管子引起的,就应把用户加的管子取掉把原先发兰安上,由变压器上加油在冷却器上放气,这样虽然麻烦些但冷却器里的空气就不会大量涌入变压器内部,瓦斯继电器也停止了动作。
         109  变压器在保管期间绝缘降低的原因及预防措施
        (1)变压器在厂内外进水受潮情况
          早年厂里只生产些中小型变压器,产品经验收合格后不放油也不用拆附件放在停放场地,那时暂不出厂的产品在雨淋太阳晒下,不是生锈就是渗漏油,稍加处理就可出厂,除个别矿用变压器,其它产品在现场吊心时不曾发现器身进水、绝缘降低之事。
        自从工厂开始制造大型变压器之后,服务现场不时传来变压器箱底不是有冰块就是有水滩,有条件的现场干燥,无条件则拉回处理,给用户留下很不好的影响。1997年12月4日,我厂一台SZ7 -5000/35型变压器在陕西渭南供电局坡头变电站投运36h后,因变压器进水器身受潮,引线之间击穿导致重瓦斯动作,最终拉回厂内修理。
       (2)变压器从器身真空干燥处理到产品试验时的绝缘情况
         本厂120m3的真空炉用别家图纸自己动手制作,造成后就存在一些先天性不足,例如炉底集油无法排出,冷却器设在炉旁使水温高不起冷却作用等问题,使我厂器身进炉干燥时间长于同行。从器身干燥效果上看还是比较满意的,从成品试验中可以看到大中型变压器的吸收比都在合格以上,绝缘电阻3000MΩ以上,tgδ通常在0.1%~0.3%之间,0.4%偶然,0.5%没有。
          在变压器预防性试验规程上,老标准规定35KV级tgδ<2%,60KV级及以上tgδ<1.5%,而新标准对此做了下调,实践证明此做法是正确地。就渭南局那一台为例,当时同型号变压器共卖两台,一台试验全合格,且tgδ很低,而另一台tgδ值温度换算后为1.9%,以老标准衡量还在合格范围之内,但用新标准衡量就不合格,结果一念之差采用老标准认其合格,造成事故。
        过去曾发生真空炉内蒸汽管道漏气,干燥结束提炉盖时见有水珠滴下,器身总装后的tgδ为0.5%,认为比正常值大,令其进炉重新干燥,tgδ值恢复正常。根据本厂生产实践总结,tgδ值为0.4%可认为产品有些干燥不彻底,为0.5%以上怀疑加热管漏气,必须重新干燥。建议用户在测量我厂产品的tgδ值时,最好控制在35KV级以下为0.7%之内,60KV以上为0.5%之内,否则视其为进水或受潮。
      (3)变压器在保管期间绝缘低下的原因
         1)  矿用变压器类
        有的矿用变压器在露天场地存放的时间一长,打开盖子检查就会发现,在盖子透气孔对应的上铁轭周围有面积不等的锈斑,此锈斑形成的原因有以下情况:
       矿用变压器的外壳结构与电力变压器不同,无论产品大小都无吸湿器,而用一个带孔的塞子进行呼吸。尽管设计此零件的人也考虑到进水问题,把透气孔没有钻成水平方向而是由外向内倾斜,但在下大到暴雨时,还是有部分雨水间接落入。
       在矿用变压器设计中,箱盖内侧粘有吸潮的纸板,因箱盖属三车间制造,纸板属四车间下料,在长期生产中吸潮纸板总是粘不到箱盖上,导致冷凝在箱盖上的水珠掉到铁心上。
        2)  大中型变压器类
        根据用户现场反馈的信息,反映大中型变压器在现场吊心时内部脏,有些附件因尺寸加工有误在现场安装不上等问题,对大中型变压器制定了二次吊心工艺,在吊心同时把影响运输的附加拆下另外包装,各侧导电杆捆扎住而不随运输摆动,原先安装孔用铁盖板进行密封。大中型变压器一切试验合格后,把油放到离顶部100mm高,封上各附件孔后,因在生产环节中再无任何监控手段来保证密封是否良好,这些产品放在露天场地极有可能进水。
 早年变压器进水还有一个原因,因油化验是在滤油机口接油,始终化验是合格的,但露天储油罐在吸湿器堵死的情况下,进出油造成正负压力使罐顶裂缝,雨水先进储油罐后被打到变压器内,用户多次反馈变压器内有水,才促使厂内派人去查找水的来源。
     (4)变压器正确地保管措施
        1)  小型变压器类
       变压器经验收合格进库后,应给每台变压器安上吸湿器,好让储油柜内的空气随外部环境温度变化通过吸湿器自由呼吸,防止因密封变压器在外部环境温度大幅度变化下,由油的热胀冷缩产生的正压和负压频繁作用在油箱上,使变压器渗漏油地方增多。
         2)  矿用变压器类
         早先发现矿用变压器进水,曾建议在呼吸塞上焊一个铁帽,挡住雨点溅入,实施一段时间后又恢复原状。应坚持给呼吸塞焊帽和给箱盖内侧粘纸板的正确做法。
         3)  中大型变压器类
         在厂内需拆附件的中大型变压器,在油位放低100mm,各附件孔密封后应立即做第二次压力试验,检查各密封盖的密封是否良好。1997年后半年对钟罩式变压器密封试验改为各附件孔全部密封再试,其结果能好些。
 中大型变压器运到安装现场,如近期暂不安装,对于壳式油箱变压器用户应把箱盖上的各附件及储油柜安装上,并使储油柜上的油面高于附件,即使哪儿密封不严,油可渗出但水进不去,同时还应把吸湿器安在储油柜上,让其自由呼吸。对于钟罩式变压器,所有附件安装有困难,储油柜部分应安上,加油并戴上吸湿器。在采取以上措施后还得有人定期检查,发现漏油应及时处理,不得使储油柜油漏完,雨水和潮气乘虚而入。
       110  黄磷炉变压器开关击穿原因分析
        摘要:结合黄磷炉变压器开关被击穿实例,对开关在各分接抽头的电压分布进行了分析,指出只有了解它们之间的电压分布,才能正确地选用所配开关,同时也涉及到开关厂和变压器用户应注意的问题。
 叙词:黄磷炉变压器,绕组,开关,电压分布。
        (1)开关击穿情况介绍
          我厂供贵州省开阳县双流镇黄磷开发公司两台HKSSP-6300/35型电炉变压器,于1996年10月出厂,1997年5月相继投产,同年12月先后都发生轻重瓦斯同时动作。经吊心检查只发现某特种变压器开关厂制造的WSLⅢ-250/35-8×8DL型电动无励磁开关(以下简称开关)被击穿,我厂派人到现场处理,并让用户到原开关厂又购回两个同型号的开关,经干燥处理后安上。
        换上新开关的一台变压器在运行13h后再次发生轻重瓦斯同时动作,并伴随高压A相过流动作,另一台在做油色谱分析跟踪中发现总烃虽不大于注意值,但乙炔含量严重超标。为了不造成更大事故,于1998年2月13日也把这台变压器停运,变压器吊心检查发现开关固定定触头的绝缘杆内部有放电烧黑的地方。至此两台变压器前后所配4个开关均有问题,现就这一情况分析如下。
       (2)变压器绕组匝数及电压分布
          1)  低压绕组匝数及各档电压
        电炉变压器常采用变磁通调压方式,即用改变高压绕组匝数来改变低压电压,此变压器低压为角接7匝双饼式绕组,每相分两组,每组由多个双饼并联引出,低压各档电压见表16。

                   表16     

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          2)高压绕组匝数及电压分布
          变压器高压绕组的调压部分为单独绕组,高压为中性点调压,其调压范围为85.3% ,高压绕组匝数分布见图78,分接开关最下端一相我厂定为A相,当开关处于8档时最高匝压为45V,A相各分接定触头对下铁底盘中性点电压值和各相定触头之间电压值见表17。从表17可以看出,当开关处于8档时能产生几个不同的最高电压,而它们正是设计变压器及订购开关所需的几个关键参数。

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         a. 三相1档与8档之间的相电压可达45V×383匝=17235V,三相1档与8档之间的空间距离就不能象其它档间距离一样应大于。
         b. 三相在开关上的线电压1档之间最大,为17235V×√3 =29853V。
         c. A相1档对开关金属底盘中性点的相电压可达17235V。
         d. 三相首端对各自1档尾端电压由35000V/√3 的相电压升到35000V/√3 +17235V=37442V,依据这个电压,在设计调压绕组时应充分地考虑到调压绕组对高低压绕组及各引线之间的绝缘距离。
     (3)开关各处绝缘距离情况
        1)  开关相间绝缘距离
       所配开关相与相定触头孔中心距为95mm,标注工频耐压值为50KV,而该处最大工作电压为29853V,正确地工频耐压值应在75KV以上,所以该处95mm间距就明显不够。
         2)  开关A相对金属底盘中性点绝缘距离
         开关制造厂通常把不需要引出中性点的中性点调压开关的金属底盘与中性点接通,以消除金属底盘的悬浮电位,这样开关处在那档,那档A相定触头对金属底盘电位就为零,而其它未接通的挡位A相定触头对金属底盘电位就不为零。当开关需要工作在8档时,1档对金属底盘的电位为其它档之首,高达17325V,工频耐压值应高于45KV以上,其两点之间绝缘距离应大于100mm才行,但该开关此处铁螺栓中心距仅为30mm,而4台开关的击穿放电就是首先从该处引起的。
        3)  开关1档与8档之间的绝缘距离
       开关1档与8档之间电压高达17235V,远高于其它挡位之间电压,所配开关圆周即小而绝缘杆均布,后来买回另一正规厂家开关,圆周又大且绝缘杆1档与8档之间绝缘距离大于其它挡位绝缘距离。
      (4)各方应注意的问题
         1)  开关制造厂应注意的问题
        开关是变压器制造厂家的一个重要地配件,它的质量好坏直接影响着变压器厂的声誉和效益,也同样影响着开关厂自身利益,现就所配开关存在的问题谈一下自己的看法,尽供参考。
        a. 开关制造厂对用户所订开关,有的厂家要求用户一律提供所配变压器参数,以防开关满足不了用户需要而出事故,而所配开关厂家只对订特殊用途的开关才要求提供变压器参数,这样对变压器所配一般开关是否合适就少了一道把关。
        b. 所配开关产品介绍及产品使用说明书上只有挡位数而无调压范围说明,使人说不清所配开关是一般还是特殊要求开关,造成用户心中无数。
        c. 开关最下端一相对金属底盘中性点的绝缘距离是一个很重要地参数,但开关对此无任何工频耐压和工作电压说明,极易给用户造成误会。
        d. 开关在变压器运行中发生问题,用户又把坏开关带到开关厂家,厂家就应主动到现场同用户共同分析开关击穿原因,采取改进措施,而不应简单地再卖给用户两个开关了事。
        e. 开关使用的绝缘杆为环氧层压玻璃布板浸漆而成,有的用户反映此材料没有酚醛层压纸板好,易在使用中发生问题,这4台开关击穿路线就是在绝缘杆层间通过。
        f. 产品介绍上35KV中性点调压和中部调压开关尺寸相同,实物及随产品的使用说明书却是中性点调压各尺寸比中部调压各尺寸小的多,而有的厂家两种介绍的一样,两种开关实物尺寸也是一样的。
        2)  电炉变压器开关的选用
        电炉变压器有的厂家设计成中部调压,开关安装正对高压B相各引出线,有的厂家设计成中性点调压,开关安装在高低压A(a)相侧。现把本台电炉变压器高压变成中部调压,再与原先的中性点调压对开关各绝缘距离做以比较,变后的开关连接及高压绕组匝数分布见图79,比较结果如下:

 第十章 变压器在用户发生的问题(续一) - transformerhe - transformerhe的博客    a. 对于全绝缘35KV级变压器,无论是中部调压还是中性点调压,其对地绝缘距离应相同。
        b. 中部调压三相在开关杆上的最大线电压为45V×(225+23+28+88+88)×√3 =35231V,而中性点调压则是29853V,即两者相间绝缘距离要求有些差别。
        c. 中部调压因金属底盘与开关下端相连接方式不同,分两种情况,如下端相定触头6与金属底盘接通,那么下端相其它定触头对金属底盘之间的最大电压为45V×(28+23+24+31+101)=9315V。如下端相通过动触头与金属底盘接通,那么下端相定触头对金属底盘之间的最大电压为45V×(23+28+88+88)=10215V,而中性点调压是17235V,即中性点调压要求两者的绝缘距离反而比中部调压要大,所配损坏开关正好与此相反。
        d. 每相相邻绝缘杆上定触头之间最大电压,中部调压与中性点调压相同,为45V×383匝=17235V,要求中性点调压开关的1档与8档、中部调压开关的2与3绝缘杆之间绝缘距离应一样,且大于其它挡位之间的绝缘距离。
         3)电炉变压器用户应对操作过电压采取抑制措施
         a. 黄磷炉变压器运行特点
         黄磷炉运行中断电极时有发生,修复后重新引弧较其它电炉要困难的多,大约得30~70h。假如断一根电极其它两根电极在额定线电流下长期工作,会使变压器某一绕组严重超载,其绝缘因过热而老化。
       黄磷炉不同于其它形式电炉,属密封式电炉,使用买来的成品石墨电极,平均每天停电加一根电极。
       黄磷炉抱紧电极不是采用远距离操作的液压装置,而是用液压千斤顶靠人工操作,每班至少停电一次松放电极。
        加上其它原因停电,变压器在正常运行中停电次数每班2~5次,比其它电炉变压器停电次数为多。尽管在文献[1]中明确规定电炉在运行中停电、送电前应抬高电极,使工作电流控制在额定电流的1/3左右,但因停电次数频繁,提电极不为人们重视,满负荷停合闸经常发生,所以黄磷炉变压器遭受的操作过电压及短路电流的冲击也尤为严重。
         b. 现有的操作过电压保护措施的不足及改进
         此两台电炉变压器使用单位只在真空开关柜与变压器35KV进线之间各安装3个避雷器,在电力系统这一传统设计中只考虑到相对地的过电压,而在实际运行中相间过电压将是相对地过电压的几乎2倍[2]。文献[2]中还给出避雷器不同接法和各自的限压效果,文献[3]中给出过电压抑制装置避雷器及阻容吸收装置,作者在此不再赘述。
        通常电炉变压器在使用中发生绕组、引线及开关问题,变压器用户马上会想到是变压器质量不高造成的,很少想到自己有什么问题,这主要是对操作过电压了解的少。实践证明有些屡发生变压器闪络、使电炉变压器运行不稳的用户在电源系统装有过电压抑制装置后,闪络现象基本消除,电炉变压器也能稳定运行。
      (5)结束语
         从以上分析看来,要使电炉变压器安全运行,变压器制造厂、开关生产厂及电炉变压器用户都要把好各自的制造关和运行关。
        此两台电炉变压器换上贵州遵义长征电器一厂生产的WSLⅢ-400/35型开关,又建议用户采取一些抑制操作过电压措施后,两台黄磷炉变压器重新投运其运行一切正常。
        参考文献[1]:贵州省磷酸盐工业协会,电炉黄磷生产手册,1996年9月。
        参考文献[2]:朱晓民等,钢厂35KV电弧炉系统操作过电压研究,高电压技术,1997,23(1):61~63。
        参考文献[3]:张懋鲁,电炉变压器的操作过电压及其抑制,变压器,1995,32(12):18~20。
        参考文献:任玉民,变磁通调压电炉变压器一次绕组的电压分布和结构容量,变压器,1996,
            33(11):10~14。

       后记:留在用户的80万元余款,因这次事故的发生被用户扣除了60万元。
       111  中压外部短路造成中压绕组变形
      (1)短路后的变形情况
        SFSZ8 -31500/110型变压器,1993年7月出厂运行在湖南娄底某一变电站,1998年初该变压器在35KV侧20km处发生B与C相间短路,简单地检查认为无事但是送电失败,说明变压器内部出现问题。
        变压器返厂解体后三个高压绕组看不出有什么问题,中压Cm绕组严重变形,上半部分在两档范围内绕组被电动力挤压成梨状,且变形部分一半与另一半变形尖端相差50mm,中断点下第三饼和Bm绕组中断点上第三饼部分成梅花变形,Am绕组无变形。变形严重的Cm内的低压绕组拔不出来,只好把Cm绕组拆毁。低压c相绕组对应Cm变形地方的两排鸽尾垫块向拢压缩,Cm在上部变形的同时端部几饼外径导线烧断几根。
       在贵阳变压器厂总装车间同样见到一台沈阳变压器厂制造,在水城运行的SFPS-50000/110,因35KV侧出口短路,一中压绕组上半部成梨状变形,下半部不变形。
       (2)绕组变形分析
         变压器遭受的短路事故包括单相对地短路、两相对地短路、两相或三相之间短路,对变压器危害最大要数出口短路。
         正常运行的变压器绕组受到的电动力作用较小,突然短路的短路电流为正常额定电流的十~二十倍,离出口越近倍数越大。电动力与短路电流的平方成正比,因此绕组所受到的电动力为正常运行的几百甚至上千倍。
       从多台损坏的绕组看,中小型变压器绕组主要呈现梅花变形,大中型则呈现梨状变形,这是由于中小型变压器绕组之间用硬纸筒的机会多,稳定性较好,故在短路电流引发的电动力冲击下,线饼只在各撑条之间无支撑力的地方塌陷而呈现梅花变形。而大中型绕组则几乎不用硬纸筒,习惯使用围板纸,因围板纸本身较软强度差,经过真空干燥处理后的高中低绕组之间绝缘件呈现松、散、空,一旦发生短路,在漏磁场中占主要成分的纵向漏磁通,根据左手定则将产生一个使外绕组向外拉,内绕组向里压的电动力,在强大地电动力下支撑力不强的绕组势必成梨状变形。
        大型变压器中压绕组变形为何上半部呈现梨状变形,而下半部基本完好呢?这主要是中压绕组调压部分没有从中压绕组中部移出,就有安匝不平衡问题存在,由它引发的横向漏磁通在高中压绕组上均产生纵向电动力,即两端部向中部的轴向压力,使垫块和线饼受到压缩。短路暂停或电流过零时,被压缩的线饼和垫块反弹。绕组下半部分弹性材料少,且直接对着下铁轭,反弹余量少绕组不易变形,而上半部分比下半部分多了许多弹性系数较大的层压木板和其它绝缘件。再加层压木板与上铁轭有一定距离的空间,压钉直径小分布数量少,压紧力不够也不均,使绕组上半部分反弹高度大大高于绕组原轴向高度,经过反复多次反弹,绕组上半部分结构失去稳定,在横向电动力作用下,中压绕组终于在某个薄弱地方被挤压的鼓起来,形成梨状变形,上端部几饼线也在多次反弹中发生饼间短路,使线匝烧断。
    (3)本台变压器及同类产品存在的缺陷
       1) 我厂无论在变压器上使用铁压板圈或层压木板圈,过去在压板上使用的铁压钉普遍偏少,如本台SFSZ8-31500/110使用M36压钉14个,而现在SF8-16000/35使用M36压钉也是14个,而SFSZ8-20000/110上使用的压钉已达22~24个,但到现在还未采用长臂压钉,使压板圈上的压力分布不均。
      2) 中压绕组调压部分应移出来,以减少由安匝不平衡而引发的漏磁通,增强绕组的抗短路能力。后来设计把中压调压移出到高压绕组外,高压调压放在中部,中压调压放在高调的两边,但与高调在里,中调在外的布局相比,抗短路能力还是欠缺。
      3) 绕组之间使用围板纸比硬纸筒的时候多,在短路发生时绕组支撑能力较小。
      4) 中压绕组每饼幅向中间加垫7.5mm厚的小间隔垫块,作为中压绕组导线间的油流通道,使它的 散热效果更好,但这样的结构却减弱了绕组的抗短路能 力。                                                                                                      5)在变压器总装时只能看到调压和高压绕组是否压紧,也可采取相应措施,但对中压、低压绕组受压情况就不太清楚,放任自由,最终会埋下事故隐患。
       (4)结束语
         本台变压器运行快三年,签订此台合同的销售人员追要货款时用户要求把三包期延至五年,在五年内变压器损坏换新的,双方在协议上签字。这次在五年内变压器的损坏尽管用户不强求换新的,但修理费用制造厂全包,故制造厂为了减少费用,只能那儿坏修理那儿,没有任何改进措施。

 

 

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