论文部分内容阅读
[摘 要]本文分析了邯钢中板厂宽厚板线变压器上下钟罩连接螺栓发热的原因，提出了具体的处理措施，并进行了实施。在实际运行中已取得了良好效果，保证了变压器的安全隐定运行。
[关键词]变压器；发热；原因；处理措施
中图分类号：P58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0060-01
1 前言
宽厚板线变压器全线共有28台变压器，担负着我厂水系统，加热炉系统、液压站系统、传动系统等输送电能的任务。当变压器上下钟罩连接螺栓出现大面积过热时，将会导致变压器绝缘油加速老化和裂解，产生大量的气体，引起瓦斯保护动作，严重时可能造成变压器停运而致使高压系统瘫痪，这极大地影响了变压器及电网安全稳定运行。
2 变压器连接螺栓发热情况
在变压器运行中，由值班人员，使用红外成像测温仪，测得的水处理1#动力变变压器发热点温度如图 1 所示。
2.1 发热特点
（1）发热部位均在变压器低压侧。变压器的铁芯结构为三芯五柱式，这种设计决定了器身扁侧油箱壁承受的漏磁通较大，由于部分漏磁通沿油箱壁闭合，因此，在油箱内将会引起附加的涡流损耗，使油箱局部过热，加之低压引出线在器身一边且引线位置较低，故变压器电源进线侧较高侧油箱壁承受的漏磁通密度大，再加上变压器器身内部的磁屏蔽装置与下钟罩结合不好或设置不合理，造成其低压侧局部漏磁场过强，分布不均匀，所以发热螺栓多集中于低压器。
（2）变压器高温点多位于弹垫处。变压器局部高温螺杆由于受到本体加强筋限制，其螺帽不能与本体有效接触，通过用红外成像测温仪检查，发现其高温点多位于弹垫处。
（3）发热螺杆温度变化随机组负荷增减明显负荷高，温度就高；反之，负荷低，温度也随之降低。变压器的铁芯都是用高导磁材料硅钢片制成，铁芯存在磁饱和现象，当机组负荷增加时，使铁芯过饱和引起磁通溢出，因而引起漏磁通增加，漏磁通在连接螺杆、油箱壁等处产生的涡流损耗也随之增大，螺杆温度也随之升高；反之，当机组负荷降低时，漏磁通降低，螺杆等处的涡流损耗也随之减小，螺杆温度也随之降低。
2.2 发热危害
（1）当变压器上下钟罩连接螺杆局部出现严重过热，甚至烧红现象时，将造成密封胶垫被烧坏，在环境温度变化较大时，将引起变压器漏油，使变压器的绝缘和冷却效果降低。
（2）变压器上下钟罩局部过热，往往伴随着局部油温的升高，此时变压器绝缘油会因局部过热而老化分解，析出气体，引起瓦斯保护动作，严重时可能迫使设备退出运行。尤其是变压器，发热严重将造成整台机组的被迫停运，严重影响着发电厂以及电力系统的安全运行。
（3）变压器油受热分解后，在油内产生悬浮物，同时油的酸度增加。分解产生的酸性物质腐蚀绕组的绝缘，产生的油泥将积附在绕组的铁芯表面上，阻碍散热并阻塞油道，使繞组
绝缘强度下降，有可能使绕组绝缘被击穿，而使变压器损坏。
（4）变压器油受热分解产生大量的气体，使油箱内压力增大，可能会使油箱局部变形。
3变压器上下钟罩连接螺栓发热原因分析
（1）变压器当三相不对称负荷增大时，变压器的漏磁通会增大而漏磁通的路径主要是经绕组、油及油箱壁等结构部件，再回到每相铁芯柱形成闭合回路。漏磁通的增加必然会引起漏抗的增加，从而造成附加损耗的增加，引起局部发热。
（2）过热螺栓其材质是由普通钢制成的，普通钢有很强的导磁性，在随负荷电流变化的漏磁场和低压引线磁场的作用下，由于空气的导磁率较低，从而大量的漏磁通通过导磁较好的连接螺栓，使得螺栓内部的磁通密度加大，高密度交变磁通在螺杆中将产生很大的涡流，造成螺栓发热；
4 处理措施
（1）用导磁性较好的材料旁路发热螺栓的漏磁通密度，降低螺栓内部的涡流损耗。由于硅钢具有良好的导磁性能，是最常用的导磁材料。薄片本身就是减少涡流损失，加之硅钢片间经过了绝缘处理，更能减少涡流损耗。
（2）选用低导磁材料作为连接螺栓，降低螺栓内部涡流损耗。剔除发热螺栓，改用低导磁材料如黄铜、不锈钢作为连接螺杆，改变穿过螺栓的磁通，使螺栓的涡流发热减轻。
（3）选用绝缘垫片阻断漏磁通，降低螺栓内部的涡流损耗螺杆垫片选用胶木垫、云母垫，使漏磁通回路不经过该螺杆。
5 结论
变压器局部过热是很普遍的现象，解决局部发热是一个技术难点，不易圆满解决。经过上述处理以后，已取得了较好的效果，变压器运行半年多以来，再未发现其上下钟罩连接螺栓有发热现象，经过此次处理后较长的一段时间里，定期用红外成像测温仪测量温度，也未发现其温度升高，保证了变压器的安全稳定运行，防止了事故的发生，从而为实现长周期安全稳定运行奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1] 雷国富.大型变压器的结构特点和运行问题 [ M ] .西北电力出版社，2001.
[2] 王正茂，阎治安.机电学 [ M ] .西安交通大学出版社，2000.
[3] 大型变压器安装运行检修资料汇编 [ M ] .宁夏水利水电出版社，2004.
[4] 张程东.变压器运行过程中应注意的问题 [ M ] .西北电力出版社，1999.
[关键词]变压器；发热；原因；处理措施
中图分类号：P58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0060-01
1 前言
宽厚板线变压器全线共有28台变压器，担负着我厂水系统，加热炉系统、液压站系统、传动系统等输送电能的任务。当变压器上下钟罩连接螺栓出现大面积过热时，将会导致变压器绝缘油加速老化和裂解，产生大量的气体，引起瓦斯保护动作，严重时可能造成变压器停运而致使高压系统瘫痪，这极大地影响了变压器及电网安全稳定运行。
2 变压器连接螺栓发热情况
在变压器运行中，由值班人员，使用红外成像测温仪，测得的水处理1#动力变变压器发热点温度如图 1 所示。
2.1 发热特点
（1）发热部位均在变压器低压侧。变压器的铁芯结构为三芯五柱式，这种设计决定了器身扁侧油箱壁承受的漏磁通较大，由于部分漏磁通沿油箱壁闭合，因此，在油箱内将会引起附加的涡流损耗，使油箱局部过热，加之低压引出线在器身一边且引线位置较低，故变压器电源进线侧较高侧油箱壁承受的漏磁通密度大，再加上变压器器身内部的磁屏蔽装置与下钟罩结合不好或设置不合理，造成其低压侧局部漏磁场过强，分布不均匀，所以发热螺栓多集中于低压器。
（2）变压器高温点多位于弹垫处。变压器局部高温螺杆由于受到本体加强筋限制，其螺帽不能与本体有效接触，通过用红外成像测温仪检查，发现其高温点多位于弹垫处。
（3）发热螺杆温度变化随机组负荷增减明显负荷高，温度就高；反之，负荷低，温度也随之降低。变压器的铁芯都是用高导磁材料硅钢片制成，铁芯存在磁饱和现象，当机组负荷增加时，使铁芯过饱和引起磁通溢出，因而引起漏磁通增加，漏磁通在连接螺杆、油箱壁等处产生的涡流损耗也随之增大，螺杆温度也随之升高；反之，当机组负荷降低时，漏磁通降低，螺杆等处的涡流损耗也随之减小，螺杆温度也随之降低。
2.2 发热危害
（1）当变压器上下钟罩连接螺杆局部出现严重过热，甚至烧红现象时，将造成密封胶垫被烧坏，在环境温度变化较大时，将引起变压器漏油，使变压器的绝缘和冷却效果降低。
（2）变压器上下钟罩局部过热，往往伴随着局部油温的升高，此时变压器绝缘油会因局部过热而老化分解，析出气体，引起瓦斯保护动作，严重时可能迫使设备退出运行。尤其是变压器，发热严重将造成整台机组的被迫停运，严重影响着发电厂以及电力系统的安全运行。
（3）变压器油受热分解后，在油内产生悬浮物，同时油的酸度增加。分解产生的酸性物质腐蚀绕组的绝缘，产生的油泥将积附在绕组的铁芯表面上，阻碍散热并阻塞油道，使繞组
绝缘强度下降，有可能使绕组绝缘被击穿，而使变压器损坏。
（4）变压器油受热分解产生大量的气体，使油箱内压力增大，可能会使油箱局部变形。
3变压器上下钟罩连接螺栓发热原因分析
（1）变压器当三相不对称负荷增大时，变压器的漏磁通会增大而漏磁通的路径主要是经绕组、油及油箱壁等结构部件，再回到每相铁芯柱形成闭合回路。漏磁通的增加必然会引起漏抗的增加，从而造成附加损耗的增加，引起局部发热。
（2）过热螺栓其材质是由普通钢制成的，普通钢有很强的导磁性，在随负荷电流变化的漏磁场和低压引线磁场的作用下，由于空气的导磁率较低，从而大量的漏磁通通过导磁较好的连接螺栓，使得螺栓内部的磁通密度加大，高密度交变磁通在螺杆中将产生很大的涡流，造成螺栓发热；
4 处理措施
（1）用导磁性较好的材料旁路发热螺栓的漏磁通密度，降低螺栓内部的涡流损耗。由于硅钢具有良好的导磁性能，是最常用的导磁材料。薄片本身就是减少涡流损失，加之硅钢片间经过了绝缘处理，更能减少涡流损耗。
（2）选用低导磁材料作为连接螺栓，降低螺栓内部涡流损耗。剔除发热螺栓，改用低导磁材料如黄铜、不锈钢作为连接螺杆，改变穿过螺栓的磁通，使螺栓的涡流发热减轻。
（3）选用绝缘垫片阻断漏磁通，降低螺栓内部的涡流损耗螺杆垫片选用胶木垫、云母垫，使漏磁通回路不经过该螺杆。
5 结论
变压器局部过热是很普遍的现象，解决局部发热是一个技术难点，不易圆满解决。经过上述处理以后，已取得了较好的效果，变压器运行半年多以来，再未发现其上下钟罩连接螺栓有发热现象，经过此次处理后较长的一段时间里，定期用红外成像测温仪测量温度，也未发现其温度升高，保证了变压器的安全稳定运行，防止了事故的发生，从而为实现长周期安全稳定运行奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1] 雷国富.大型变压器的结构特点和运行问题 [ M ] .西北电力出版社，2001.
[2] 王正茂，阎治安.机电学 [ M ] .西安交通大学出版社，2000.
[3] 大型变压器安装运行检修资料汇编 [ M ] .宁夏水利水电出版社，2004.
[4] 张程东.变压器运行过程中应注意的问题 [ M ] .西北电力出版社，1999.