一起110kV變壓器大盤(pán)螺栓發(fā)熱處理的案例分析

林仁杰

摘要：本文分析了變壓器大盤(pán)螺栓發(fā)熱的具體情況，通過(guò)采取螺栓緊固、螺栓更換、增加引流軟銅帶等措施，對(duì)某110kV變電站主變壓器鐘罩與底盤(pán)連接螺栓異常發(fā)熱進(jìn)行處理，結(jié)果表明在鐘罩與底盤(pán)之間加裝引流軟銅帶的方法可有效解決螺栓異常發(fā)熱的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：變壓器;漏磁通;連接螺栓;軟銅帶

0 引言

變壓器是電力系統(tǒng)必不可少的設(shè)備，變壓器一側(cè)繞組與三相正弦交流電源接通后，鐵芯就會(huì)產(chǎn)生磁通，在運(yùn)行過(guò)程中除了在鐵芯中通過(guò)主磁通外，還會(huì)在鐘罩、底盤(pán)、夾件、拉板等金屬結(jié)構(gòu)件上流過(guò)漏磁通，漏磁通通過(guò)這些結(jié)構(gòu)件時(shí)就會(huì)產(chǎn)生損耗，當(dāng)負(fù)荷增大，漏磁通同比增大，就會(huì)造成局部過(guò)熱。大盤(pán)螺栓發(fā)熱即為漏磁通造成結(jié)構(gòu)件發(fā)熱故障中的一種，若大盤(pán)螺栓溫度持續(xù)升高，將會(huì)使大盤(pán)密封圈加速老化，導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)漏油等問(wèn)題，嚴(yán)重威脅到變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

110kV某變電站1號(hào)主變型號(hào)SFZ7-50000/110，接線組別為YN，d11，電壓比為110±8×1.25%/10.5，冷卻方式為自然風(fēng)冷卻，1994年01月21日生產(chǎn)，無(wú)磁屏蔽結(jié)構(gòu)，1995年07月01日投入使用。2019年6月24，日，在對(duì)變壓器紅外精確測(cè)溫過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)1號(hào)主變本體高低壓側(cè)大盤(pán)螺栓出現(xiàn)不同程度的異常發(fā)熱。

1 螺栓發(fā)熱分析

1.1異常發(fā)熱情況概述

2019年6月24日，紅外精確測(cè)溫檢測(cè)發(fā)現(xiàn)某變電站1號(hào)主變大盤(pán)螺栓異常發(fā)熱。當(dāng)日室外環(huán)境溫度為32℃，變壓器負(fù)荷37.12MW，110kV側(cè)電流為192.03A，10kV側(cè)電流為2093.76A，變壓器本體油溫為70℃。變壓器大盤(pán)的高低壓側(cè)各個(gè)螺栓均出現(xiàn)不同程度的異常發(fā)熱，其中低壓側(cè)發(fā)熱最嚴(yán)重的為122.6℃，位于A、B相套管下方，如圖1所示;高壓側(cè)發(fā)熱最嚴(yán)重的為124.3℃，位于A、B相套管下方，如圖2所示。

1.2 螺栓發(fā)熱情況跟蹤

為便于分析變壓器大盤(pán)螺栓異常發(fā)熱原因，在主變負(fù)載率相對(duì)較高的7-8月對(duì)各螺栓進(jìn)行跟蹤測(cè)溫。

2 螺栓發(fā)熱處理

2.1對(duì)螺栓進(jìn)行緊固

將變壓器大盤(pán)全部螺栓進(jìn)行緊固，結(jié)合紅外測(cè)溫進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)原本發(fā)熱溫度為82℃的螺栓進(jìn)行緊固后，在經(jīng)過(guò)20分鐘后，溫度反而上升至102℃。而且螺栓緊固力矩較大的溫升比螺栓緊固力矩較小的溫升多。通過(guò)這種方法的改進(jìn)措施不能夠降低溫度，反而使溫度增加說(shuō)明螺栓異常發(fā)熱不是因?yàn)槁菟ㄋ蓜?dòng)造成的。

2.2螺栓更換

為防止變壓器本體由于出廠時(shí)的設(shè)計(jì)缺陷的導(dǎo)致漏磁通在大盤(pán)螺栓上產(chǎn)生渦流，造成大量螺栓異常發(fā)熱，采用導(dǎo)磁率相對(duì)更低的不銹鋼螺栓對(duì)全部大盤(pán)螺栓進(jìn)行更換。更換前后拍攝的紅外成像圖見(jiàn)圖，待變壓器運(yùn)行24小時(shí)后，在同樣的位置拍，螺栓的平均溫度下降了，但是異常發(fā)熱的最高點(diǎn)螺栓跑位了，往右邊跑了5個(gè)螺栓孔位置，通過(guò)這種方法的實(shí)施，最終異常發(fā)熱的最高點(diǎn)螺栓跑位了，說(shuō)明螺栓發(fā)熱并不是因?yàn)樵诼菟ㄉ袭a(chǎn)生渦流而使螺栓發(fā)熱的。

2.3安裝軟銅帶

為徹底解決因螺栓緊固或螺栓更換帶來(lái)的溫度上升或異常發(fā)熱的最高點(diǎn)螺栓跑位問(wèn)題，采取在發(fā)熱區(qū)域加裝載流量600A以上的軟銅帶措施，相當(dāng)于在主變壓器鐘罩與底盤(pán)之間并聯(lián)一個(gè)電阻值遠(yuǎn)小于螺栓阻抗的軟銅帶，從而將流過(guò)螺栓的電流全部從軟銅帶上引至底盤(pán)上。最終在該變電站#1主變上共加裝8條軟銅帶，總引流2100A以上，如下表2所示。待變壓器運(yùn)行24小時(shí)后，用紅外測(cè)溫復(fù)測(cè)，螺栓異常發(fā)熱溫度均在55℃以下，變壓器鐘罩外殼43℃，滿足運(yùn)行條件。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)變壓器大盤(pán)螺栓異常發(fā)熱現(xiàn)象的長(zhǎng)期跟蹤數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際檢修消缺試驗(yàn)和變壓器漏磁理論分析，得出并驗(yàn)證變壓器大盤(pán)螺栓異常發(fā)熱的特點(diǎn)：

1）大盤(pán)螺栓異常發(fā)熱程度與負(fù)荷成正比，負(fù)荷越大，變壓器漏磁越嚴(yán)重，從螺栓上流過(guò)的電流越大，發(fā)熱越嚴(yán)重，反之亦然。

2）螺栓發(fā)熱主要集中在高低壓兩側(cè)中間附近，螺栓電阻率越小，發(fā)熱越嚴(yán)重。

3）當(dāng)把某一螺栓搭接的兩個(gè)接觸面打磨清洗，則該螺栓搭接電阻率更低，流過(guò)電流更大，發(fā)熱更嚴(yán)重。

通過(guò)在嚴(yán)重發(fā)熱區(qū)加裝8條軟銅帶后，該區(qū)域的螺栓的最高溫度由124.3℃下降至50.3℃，大盤(pán)螺栓的異常發(fā)熱現(xiàn)象消失，滿足安全運(yùn)行條件。變壓器大盤(pán)螺栓發(fā)熱故障原因多種多樣，因此應(yīng)根據(jù)具體問(wèn)題具體分析，采取針對(duì)性措施，才能安全、有效、快讀地解決問(wèn)題。希望本方案能夠給與其他單位借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 董其國(guó). 電力變壓器故障分析與診斷[M]. 北京： 中國(guó)電力出版社，2001.

[2] 唐新文，劉定友，沙 林，等. SLZ8-315/10.5型干式變鐵心夾件連接螺桿發(fā)熱分析及處理[J]. 高壓電器，2008，44（2）： 185?192.