4 #主變壓器繞組異常高溫原因分析

圖1.1我廠(chǎng)主接線(xiàn)圖某廠(chǎng)4 #主變壓器10kV側通過(guò)5040斷路器和504開(kāi)關(guān)與4 #發(fā)電機出線(xiàn)母線(xiàn)連接，另一支路通過(guò)514斷路器用于2 #高廠(chǎng)變第二套聯(lián)合循環(huán)機組廠(chǎng)用電。4 #主變壓器通過(guò)其高壓側的104開(kāi)關(guān)在110kV 母線(xiàn)上運行，從110kV古店B線(xiàn)至東莞古坑站，中性點(diǎn)直接接地。工廠(chǎng)系統的主接線(xiàn)圖如圖1所示。2.繞組溫度高的原因分析2.1外部原因：4 #主變壓器的冷卻方式為油浸風(fēng)冷，由4組冷卻風(fēng)扇和散熱片組成。油浸風(fēng)冷是在油浸自冷的基礎上，在散熱器上安裝冷卻風(fēng)扇，將周?chē)目諝獯迪蛏崞?，加速散熱器內油的冷卻，使主變壓器的油溫迅速下降。由于上下層油溫不同，主變壓器中的油比重也不同。散熱器連接在主變壓器的底部和上部之間，蝶閥連接在底部出口和上部入口的每組散熱器上。如果風(fēng)扇電源熱繼電器造成掉電，自動(dòng)啟停閾值執行不到位，或者風(fēng)扇吸入口被垃圾堵塞卡住，會(huì )影響風(fēng)扇輸出，減少散熱器進(jìn)風(fēng)量，散熱器得不到有效冷卻，是影響主變壓器繞組溫度高的重要因素。由于廠(chǎng)主是新安裝投入運行的，如果安裝運行前檢查的疏忽，使與主變壓器連接的上蝶閥和下蝶閥沒(méi)有打開(kāi)，或者開(kāi)度不夠大，或者被雜物堵塞，或者連接管道漏油，這將使干式變壓器油無(wú)法通過(guò)或者只有少量干式變壓器油通過(guò)散熱器冷卻， 相當于油浸自冷干式變壓器運行，大大降低了主變壓器的冷卻效果，因此也是影響主變壓器繞組溫度高的重要因素。 繞組溫度測量點(diǎn)不正確或測量故障，基值不準確。運行中觀(guān)察發(fā)現，4 #主變壓器在夜間停機后一段時(shí)間內，繞組溫度可降至與上油溫基本相等的值，早晨并網(wǎng)運行一段時(shí)間后，繞組溫度會(huì )升至高于上油溫8 ~ 10，說(shuō)明測點(diǎn)應無(wú)故障，并能隨溫度變化反映相應值。2.2內部原因：主變壓器內部故障，如繞組匝間短路或層間短路，繞組放電至護罩，內部引線(xiàn)毛發(fā)熱，鐵芯多點(diǎn)接地導致渦流增大，過(guò)熱。主變壓器過(guò)流的影響，因為銅損正比于電流的平方()，短路時(shí)可達額定銅損的90 ~ 324倍。銅損是電流對繞組電阻造成的損耗，等于I12RK75。額外的銅損耗包括由漏磁引起的集膚效應增加的銅損耗，以及當繞組被多根導線(xiàn)包圍時(shí)由內部循環(huán)引起的損耗，所有這些都會(huì )轉化為熱量。對于4#主變壓器，銅損引起的繞組溫度高，可能是4 #發(fā)電機產(chǎn)生的無(wú)功功率過(guò)高，定子電流過(guò)高，主變壓器電流過(guò)高造成的。在主變壓器過(guò)電壓或高電壓的影響下，鐵損與BM2或U12 (Q=I20RM)近似成正比，鐵損指干式變壓器鐵芯中的磁滯損耗和渦流損耗。附加鐵損包括疊片鐵芯之間絕緣損壞引起的局部渦流損耗、結構部件中交變磁通引起的渦流損耗和干式變壓器的介質(zhì)損耗。對于4#主變壓器，鐵損導致繞組鐵芯溫度高的原因可能是系統電機負荷較低，無(wú)功功率需求較低，中午電壓較高。3.注意事項：3.1外部故障的預防措施：當冷卻系統出現故障時(shí)，可能會(huì )迫使干式變壓器降低其蓋子 (1)對于油浸風(fēng)冷干式變壓器，當冷卻風(fēng)扇斷電時(shí)，應立即調整主變壓器的負荷，使其不超過(guò)額定容量的70%。如果單臺風(fēng)機發(fā)生故障，可以不減負荷運行，但要注意密切監視主變壓器上部油溫和繞組溫度的變化。4 #主變壓器為a級絕緣，所以上層油溫不應超過(guò)95，繞組絕緣較高允許溫度不應超過(guò)105。(2)當垃圾等雜物從主變壓器冷卻風(fēng)扇的吸入口吸入時(shí)，應立即斷開(kāi)相應風(fēng)扇的電源，垃圾應清理干凈后再重新投入。(3)當主變壓器冷卻風(fēng)扇電源的熱繼電器動(dòng)作造成斷電時(shí)，要立即檢查風(fēng)扇內是否有雜物卡住，造成風(fēng)扇溢出。如果是，需要立即清理雜物，復位繼電器，恢復風(fēng)扇電源。(4)如果安裝和運行前檢查的疏忽導致與主變壓器連接的上蝶閥和下蝶閥未打開(kāi)，或開(kāi)口不夠大或被雜物堵塞，或連接管道漏油，應立即通知維修人員打開(kāi)蝶閥，疏通油路。3.2內部故障防范：正常運行時(shí)，應加強對4#發(fā)電機和4#主變壓器參數的監測，并注意4 #發(fā)電機的無(wú)功調節，確保機端電流和電壓在額定范圍內變化，機端與主變壓器高低壓側三相電流和電壓的不平衡值不應超過(guò)額定值的10%。加強對4#主變壓器的巡視，注意4 #主變壓器運行過(guò)程中油位和油溫的變化，聲音應為頻率變化不大的均勻嗡嗡聲。4 #主變壓器繞組溫度高的較終原因可能是：由于與4 #主變壓器低壓側相連的2 #高廠(chǎng)用變壓器負荷小，局部無(wú)功消耗少， 而2 #主變壓器低壓側的1 #高廠(chǎng)用變壓器有4臺低廠(chǎng)用變壓器和整個(gè)聯(lián)合循環(huán)6kV高壓電動(dòng)機及全廠(chǎng)公用設備(主要是低壓電動(dòng)機負載)，因此局部無(wú)功功率消耗較大，所以在觀(guān)察了兩臺主變壓器高壓側的電流后， 4 #主變壓器銅損、鐵損高于2 #主變壓器，這是4 #主變壓器繞組溫度高于2 #主變壓器的原因之一。 1.《電機學(xué)》中電力出版社，較好版，1998。2.《電氣運行》中電力出版社，較好版，1999。