750kV變壓器箱沿局部過熱原因分析及處理

張立國(guó)　丁守濤　田書然康　凱　王冠宇

（1.山東電力設(shè)備有限公司，濟(jì)南 250101；2.山東省電力公司煙臺(tái)供電公司，煙臺(tái) 264000）

750kV變壓器箱沿局部過熱原因分析及處理

張立國(guó)1丁守濤1田書然2康凱2王冠宇2

（1.山東電力設(shè)備有限公司，濟(jì)南 250101；2.山東省電力公司煙臺(tái)供電公司，煙臺(tái) 264000）

通過對(duì)750kv變壓器箱沿局部過熱現(xiàn)象的調(diào)查、分析，找出造成等位銅排及螺栓過熱的原因。通過對(duì)發(fā)熱部位增加等位銅排，將發(fā)熱螺栓材質(zhì)改為不銹鋼，且將等位銅排及螺栓裝配時(shí)在接觸部位涂裝導(dǎo)電膏的處理方式，有效解決了油箱箱沿局部過熱的問題，消除了變壓器運(yùn)行中存在的安全隱患。

變壓器漏磁通等位銅排局部過熱

一臺(tái)750kV自耦變壓器總裝后進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)高低壓側(cè)箱沿出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。測(cè)得等位銅排和螺栓最熱點(diǎn)溫度，高壓側(cè)為113℃，低壓側(cè)為123℃。本文通過對(duì)等位銅排和螺栓過熱原因的分析，得出有效的處理方法。

1　等位銅排和螺栓局部過熱原因調(diào)查分析及處理方法

1.1等位銅排和螺栓局部過熱原因調(diào)查

該變壓器總裝后進(jìn)行熱油沖洗試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中，施加1.1倍額定電流。約20分鐘后，發(fā)現(xiàn)上下節(jié)油箱等位銅排漆膜受熱變色，結(jié)束送電。復(fù)測(cè)施加額定電流5分鐘后，測(cè)量高低壓側(cè)箱沿出現(xiàn)局部過熱，分布范圍如圖1、圖2中圓圈所示，基本在兩柱中心靠近上下節(jié)連接的等位銅排及螺栓附近；施加1.1倍額定電流待溫度穩(wěn)定后，測(cè)得熱點(diǎn)溫度，高壓側(cè)為113℃，低壓側(cè)為123℃，結(jié)束送電。

圖1　高壓側(cè)

圖2　低壓側(cè)

1.2等位銅排和螺栓局部過熱原因分析

造成變壓器箱沿等位銅排及螺栓局部過熱的原因很多，根本原因是漏磁通。所謂漏磁通是指變壓器一次和二次繞組所產(chǎn)生沒有完全通過鐵心構(gòu)成回路的磁通，即沒有完全與一次繞組和二次繞組交鏈。

通過對(duì)箱沿局部發(fā)熱部位紅外成像拍攝記錄、原因調(diào)查，結(jié)合變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，基本掌握了等位銅排和螺栓過熱的原因，具體分析如下。

該變壓器容量大，內(nèi)部漏磁通較大，油箱采用銅屏蔽控制漏磁。銅屏蔽是利用銅板高電導(dǎo)率所產(chǎn)生的渦流反磁場(chǎng)來阻止變壓器漏磁通進(jìn)入油箱壁。它的屏蔽效果具有不確定性，有產(chǎn)生屏蔽轉(zhuǎn)移磁通的作用，從而有導(dǎo)致屏蔽板附近無屏蔽處的結(jié)構(gòu)件損耗增加的可能性。

油箱發(fā)熱部位位于變壓器兩柱中間，為變壓器內(nèi)部漏磁最大處。漏磁通穿過箱沿時(shí)，其磁通大部分集中在等位銅排和螺栓上（圖3），造成局部磁通密度很大，產(chǎn)生嚴(yán)重的渦流損耗，出現(xiàn)等位銅排及螺栓發(fā)熱。另外，上下節(jié)箱沿處于強(qiáng)漏磁場(chǎng)中，因磁密不同而使等位銅排和螺栓上感應(yīng)電勢(shì)不同，存在電位差。此時(shí)，箱沿通過等位銅排及螺栓形成導(dǎo)電回路，此電流通過變壓器等位銅排、螺栓、箱壁泄放至大地。該電流也是造成等位銅排及螺栓發(fā)熱的原因之一。

圖3　變壓器漏磁流通路徑

1.3等位銅排和螺栓局部過熱處理

通過分析等位銅排及螺栓過熱原因，制定了合理的處理方法：針對(duì)因漏磁密度大，造成發(fā)熱情況，采用將發(fā)熱部位緊固件材質(zhì)由熱鍍鋅改為不銹鋼的方法；針對(duì)因電流造成發(fā)熱的情況，采用增加等位銅排數(shù)量的方法，加大載流截面，降低等位銅排溫度。

具體過程如下：

在高低壓側(cè)發(fā)熱部位各增加4處等位銅排進(jìn)行分流。復(fù)測(cè)，施加1.1倍額定電流約15分鐘后，測(cè)得等位銅排最高溫度達(dá)到100℃，未能解決局部溫度過高的問題，結(jié)束送電。

根據(jù)復(fù)測(cè)結(jié)果，高低壓側(cè)在原來基礎(chǔ)上又各加裝7塊等位銅排，而后試驗(yàn)復(fù)測(cè)。施加額定電流1小時(shí)30分鐘后，等位銅排最高溫度90℃。施加1.1倍額定電流30分鐘后，等位銅排最高溫度95℃，未能解決局部溫度過高的問題，結(jié)束送電。

根據(jù)試驗(yàn)情況，在高低壓側(cè)最熱點(diǎn)處再增加2處等位銅排，并將高低壓側(cè)箱沿發(fā)熱處的螺栓材質(zhì)由熱鍍鋅改為不銹鋼，并將螺栓與箱沿接觸部分漆膜打磨掉，裝配時(shí)加導(dǎo)電膏裝配，而后進(jìn)行試驗(yàn)。具體處理結(jié)果如圖4所示，產(chǎn)品在處理后均進(jìn)行表面噴漆處理。

圖4　油箱箱沿處理結(jié)果

試驗(yàn)測(cè)得高壓側(cè)熱點(diǎn)溫升為66.35K，低壓側(cè)熱點(diǎn)溫升為61.45K。變壓器箱沿局部過熱現(xiàn)象消除，溫升滿足協(xié)議要求。

2　結(jié)論

本次發(fā)生箱沿局部過熱的750kV變壓器中壓電壓等級(jí)高。為防止箱壁局部發(fā)生過熱現(xiàn)象，油箱內(nèi)部采用銅屏蔽，漏磁通遇到銅屏蔽后發(fā)生漏磁轉(zhuǎn)移。而由于銅屏蔽覆蓋范圍不足，導(dǎo)致箱沿處局部等位銅排及螺栓溫度過高。如果條件允許，宜在油箱內(nèi)部采用磁屏蔽或增大銅屏蔽的覆蓋范圍。此問題的有效解決，也為后期變壓器漏磁控制設(shè)計(jì)提供了借鑒。

［1］謝毓城.電力變壓器手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

［2］陳家斌.電氣設(shè)備故障檢測(cè)診斷方法及實(shí)例［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2003.

［3］曹典武.變壓器箱沿連接螺栓過熱原因分析及處理［J］.科技信息，2007，（15）：40.

Cause Analysis and Treatment of Local Overheat of 750kV Transformer Box

ZHANG Liguo1，DING Shoutao1，TIAN Shuran2，KANG Kai2，WANG Guanyu2
（1.Shandong Electric Power Equipment Co.，Ltd.，Ji'nan 250101；2. Shandong electric power company，Yantai power supply company，Yantai 264000）

On the basis of 750kV transformer box along the local overheating of the investigation and analysis，find out the cause of a copper bar and bolt overheating.By the parts of the heat increased a copper bar，will be changed to stainless steel heating bolt material and will wait for a copper bar and bolt assembly in the exposed parts of the coating conductive paste processing way，an effective solution to the oil tank along the local overheating problem，eliminate the transformer operation in the presence of hidden trouble of safety.

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