干式变压器铁芯过热原因及其补救措施分析

引言

干式变压器由于采用树脂绝缘,所以不会像油浸式变压器那样存在漏油、渗油问题,干式变压器无可燃性树脂,在使用过程中不助燃,能阻燃,不会爆炸及释放有毒气体,不会对环境、其他设备和人体造成危害,因此具有维护工作量小,防火性能好,无污染,抗短路能力强,耐热能力强,安装方便等一系列优点,应用广泛。但是,若干式变压器使用不当,就会给设备本身带来安全隐患,威胁设备、系统的安全运行,这种情况是需要引起重视的。

1干式变压器铁芯过热情况

某电厂干式变压器2V3于2011年V月投入运行,投运后,于2012年5月红外检测中发现铁芯温度偏高,铁芯最高温度为110B,随后对该变压器进行红外跟踪检测,从跟踪情况分析,铁芯温度呈增长趋势,最高时温度达到107℃。在201V年0月对其进行了停电检查,发现铁芯有过热痕迹,铁芯表面绝缘漆呈块状龟裂、脱落,固定铁芯的扎带热缩套有高温融化痕迹。

1.1变压器参数

该变压器铭牌参数如表1所示。

1.2变压器铁芯温度红外跟踪

变压器铁芯温度红外跟踪统计如表2所示。

该变压器铁芯过热现象如图1、图2所示。

2干式变压器铁芯过热原因分析

干式变压器铁芯过热,一般由以下几种情况引起:变压器过负荷运行导致铁芯过热[1]:硅钢片质量较差,造成空载损耗增大,导致铁芯过热:变压器铁芯多点接地造成铁芯过热[2]:风机或温控仪损坏,不能正常散热导致铁芯过热:变压器设计运行电压与实践运行电压不匹配,磁密增大,导致铁芯发热。下面针对上述几种情况进行逐一分析。

2.1变压器过负荷运行

根据电厂对干式变压器24B所带负荷的统计情况,该变压器所带最大负荷仅为变压器额定容量的70%,因此不存在变压器过负荷运行情况。

2.2硅钢片质量较差,造成空载损耗增大

通过咨询变压器生产厂家,厂家提供了该变压器硅钢片型号及批次等相关材料,且用该批次硅钢片生产的变压器在其他地方运行均未发现异常,可以排除是由于使用劣质硅钢片造成空载损耗增大导致铁芯过热的情况。

2.3变压器铁芯多点接地

2014年3月23日,在干式变压器24B停电时对其进行了预防性试验,测量铁芯对地绝缘电阻为1600MQ,其他试验项目也未发现异常,试验合格,铁芯不存在多点接地的情况。

2.4风机或温控仪损坏,不能正常散热

在变压器运行时进行现场检查,发现变压器温控仪及风机均运行正常。

2.5变压器设计运行电压与实践运行电压不匹配,磁通密度增大

从干式变压器24B铭牌上来看,该变压器高压侧电压最高按照36750V设计,然而电厂35kV母线运行电压实际最高为38.2kV,最低为37.2kV,该变压器的实际运行电压高于设计运行电压。通常变压器在额定电压运行时,铁芯中的磁通密度已接近饱和状态,当变压器的运行电压高于其额定电压时,变压器铁芯饱和程度增加,空载电流增大,电压波形中的高次谐波成分增大,超过额定电压过多会引起电压波形严重畸变,同时由于磁通的增大使铁芯损耗增大,从而引起变压器铁芯过热。图3为35kV开关站主监视图。

图335kV开关站主监视图

综上所述,该变压器铁芯过热原因是由于变压器设计运行电压与实践运行电压不匹配,实际运行电压高于设计运行电压,导致变压器运行时磁密增大,铁芯过度饱和,铁芯损耗增大引起铁芯发热。

3补救措施

针对该变压器存在设计电压不满足实际运行电压导致铁芯发热的问题,立即启动了备品备件的采购计划,在采购技术文件中,充分考虑了电厂35kV母线的实际运行电压最高为38.2kV,要求35kV侧额定电压按照38.5kV设计,可调节档位V档,最低运行电压36.58kV,最高运行电压40.42kV。备品到货后,于2015年3月对该变压器进行了更换,更换后,对变压器进行红外跟踪检测,检测发现铁芯温度最高为85℃,未发现铁芯有过热现象。

4结语

干式变压器由于具有维护工作量小,防火性能好,无污染,抗短路能力强,耐热能力强,安装方便等一系列优点得到了广泛应用,但是干式变压器如果选型和使用不当,就会给设备本身带来安全隐患,威胁设备、系统的安全运行。因此,设备选型作为设备管理的重要环节,必须充分考虑变压器的现场实际运行工况,采购适合现场运行工况的设备是保障安全生产的关键,也是做好设备本质安全工作的前提和基础。