变压器过热的原因
(1)绕组过热
近十几年来,为了降低变压器的损耗,各厂家都采用全包边换位导线绕制变压器绕组。由于前期国内尚未完全掌握换位导线的生产技术,使用换位导线的变压器在运行十年左右后经历了全包式的扩张。节间油路堵塞,油流不畅,转弯末端未充分冷却,使其严重老化,以至于成糊变脆。在持续的电磁振动下,匝端脱落,部分露出铜,形成匝间(段间)短路,导致变压器烧毁事故。如东北电网一台240MVA升压变压器正常运行负荷率在90%左右,上层油温一般不超过70℃。从1988开始对变压器进行糠醛分析,发现端部有老化现象。运行中的油色谱分析表明,CO和CO2的绝对值和增长率都很高。65438年6月至0992年6月正常运行时,主变用轻重气屏蔽,防爆筒喷油,吊出高压绕组。经检查发现,故障发生在A相低压绕组底部第三至第四段最外面一组换位导线上,多根导线被烧毁。经进一步检查,发现低压绕组上下两端L ~ 5段有焦痕和露铜现象。导体段之间的页边纸已全部烧焦,第6 ~ 8段页边是暗红色。这个单半螺旋组的半螺旋处的1.5mm油道已经被完全堵塞,4.5mm油道只能插入1.4mm纸板。
另外,绕组材料质量不好也会导致过热。如某局一台SF7-8000/35变压器在1994安装投运,发现变压器温度比5600kVA变压器高10℃左右,且温度高于5℃时,只要变压器投运,挂盖后负荷都不算小(不考虑负荷),发现B相低压侧绕组1、4饼过热开箱后发现匝间有小毛刺和漏铜点,但匝间没有完全短路。所以故障电流其实不大,油温上升也比较慢。
⑵分接开关动、静触头接触不良。
在有载调压变压器中,尤其是调压频繁、负载电流大的变压器,在频繁调整过程中会造成触头间的机械磨损、电蚀和触头污染,电流的热效应会削弱弹簧的弹性,从而降低动静触头间的接触压力。当接触压力降低时,触点间的接触电阻会大大增加,从而导致触点间发热增加。因为发热,接触型材的氧化侵蚀和机械变形会加速,形成恶性循环。如果不及时处理,变压器往往会损坏。如某化工厂800OkVA有载整流变压器忽视了有载分接开关粗调部的接触问题,接触电阻不断增大,导致动静触头间金属熔化蒸发,环氧树脂排蜡支架碳化。最后在调压过程中,电弧引起相间短路,变压器爆炸起火,造成变压器损坏事故。
在空载调压变压器中,分接开关接触不良还会造成其触头轮廓的侵蚀和氧化,或因触头间接触压力下降而使接触电阻增大,造成变压器过热故障。比如某局一台35kV、18MVA变压器接触不良发热,最终导致变压器分接开关烧毁,变压器气体继电器动作,迫使变压器停机。
(3)导线故障
①导线分流故障
这样的毛病很多。统计东北电网1989 ~ 1993约占总故障的10%。这些故障大多发生在66kV套管上。一方面是66kV侧电流大;另一方面,出于套管标准的目的,大多数66kV引线不直接进入导管。因此,导线与导管没有任何余量接触,导致部分流动和热故障。原因如下:引线电缆外表面半重叠的白布带在制造工艺和引线组件转移后,大多不整齐、不完整。有些厂家甚至根本不要这层白布带。对于较长的引线,组装时,如果压电缆,裸铜绞线会紧靠套管铜管内壁,形成闭合回路。当工艺电流通过导线时,导线周围有磁场和磁通,导线的交变电流产生交变磁通,会在这个回路中感应出电势。因为大容量变压器每相的电流很大,所以感应引线周围的磁通和感应电势也大于力。闭合回路,因为路径短,而导体截面大,也就是电阻小,流过回路的电流大。
相对来说,裸露电缆与回路中铜管的局部接触电阻比较大,回路电畅通时必然发热。根据故障实例,铜管熔成凹坑的现象说明过热温度已达到1000℃以上。
②引线接头过热。
导线连接器(军帽)过热也是多重故障。如东北电网某局一台主变压器总烃为455.9μl/l,二台变压器总烃为4.23μl/l/L..挂检发现66kV A相套管引线头过热,焊料流出滴落在线夹和压块上。再比如一台主变压器B相套管头部发热。经检查,军帽的螺栓配合不好,有5 ~ 6个螺栓烧坏,导致过热。
③导线断裂。
一台DFL-60000/220单相变压器,5月1990发现色谱分析效果异常,热点温度可能高于1000℃。直到5月1993才发现变压器中性套管内的导线有两根烧线股和三根烧线股(***35根,截面240mm2。更新中性点套管时,铅丝(铜辫)向上拉,使铅丝外层与白布带部分重叠脱落,裸辫铅丝与套管内铜管内壁碰撞,造成分流、放电、过热。
(4)漏磁导致过热。
变压器绕组中的磁通包括主磁通和漏磁通,漏磁通又可分为轴向分量和径向分量。轴向重量分布简单,沿缠绕高度变化小。径向重量沿绕组高度分布复杂,其引起的涡流损耗不均匀,且随变压器容量变化,不仅随绕组轴向高度变化,还随绕组径向尺寸变化。尤其是在变化结束的时候。它的最大值在末尾附近浮动。由于变压器的内绕组靠近铁芯,漏磁的径向值比外绕组高。如果变压器绕组布置在低、中、高位置,低压绕组的径向漏磁很大。
在大型变压器中,由于漏磁密度大,杂散损耗很大,有时达到数百千瓦,造成局部过热。比如一台SFPS-120000/220变压器过热,就是低压侧J箱壁严重漏磁造成的。再如一台SZL7-6300/35变压器,杂散磁通高度集中在铁芯上下夹杆个别部位,造成局部过热,导致末端油色谱分析结果异常。
⑸冷却组件空气通道梗塞
由冷却组件中的空气管道阻塞引起的过热也时有报道。例如,OSF PSL-120000/220变压器正常运行在11。1992年8月28日,油温突然从42℃左右上升到90℃左右。与同容量变压器相比,具体温升相差较大,但电气实验结果正常。通过外观检查的过程,发现空冷器冷却管的翅片上布满灰尘(长期运行后从未清洗过),缝隙已经堵塞。电风扇的风再也吹不到发热管上,导致变压器温度无休止的升高。洗完后,油温一直在40℃左右。另一个例子是DSFPSL-90000/220变压器。上层油温高,达到80 ~ 90℃。经检查发现,散热器风道裂缝被杂物堵塞,影响正常散热。用高压水枪冲洗后,油温降至60℃,恢复正常。
[6]风扇运转不正常。
风机的异常运行主要包括:
①风扇反转
某局一台主变压器在冷却系统检修时发生了电源反接,导致风机反转,降低了冷却效果。油温比另一台相同负荷的主变高65438±05℃。查明原因并纠正后,温度恢复正常(两台主变温差仅为1℃)。
②起动风扇设定值故障。
牵引变电所内运行一台SFY7-63000/110主变压器(法国专利)。运行中发现其CO/CO2=0.68,异常。可燃气体总量也属于“价值导向”范畴,其增加趋势是不正常的。很明显,主变压器出现了早期热故障。发现风机启动温度为75℃(ASEA图上也是75℃控制)。不适用于铁道部发布的《牵引变电所运行维护规程》。该规程第36条规定,风冷变压器上层油温超过55℃时,应启动风机。这台主变压器是油浸风冷的。由于启动风机的设定值,主变压器无法风冷散热。因此,会发生热故障。