八鋼150t精煉爐冶煉變壓器主變鐵芯接地故障分析及處理

劉興海，王海濤

（1.新疆八一鋼鐵股分有限公司 2.寶鋼集團八鋼公司能源中心）

1 前言

八鋼公司煉鋼廠150t精煉爐（冶煉變壓器型號HJSSPZ-28000/33）于2012年8月9日投入運行，運行狀況良好。

2018年3月26日150t產(chǎn)線年修，按照年修計劃對150t精煉爐冶煉變壓器進行檢測。檢測內(nèi)容包括：電壓比和聯(lián)結(jié)組別標號、繞組電阻、繞組對地及繞組間直流絕緣電阻、直流泄露電流、繞組連同套管交流耐壓試驗、鐵芯對地絕緣電阻測試。檢測結(jié)果除主變鐵芯對地絕緣電阻試驗不合格外，其余測試數(shù)據(jù)未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，主變鐵芯對地絕緣試阻值為0.1兆歐，萬用表測試為50歐姆，串變鐵芯對地絕緣電阻64800兆歐，測試結(jié)果為變壓器主變鐵芯存在多點接地情況，結(jié)論為不合格，要求對變壓器鐵芯多點接地故障處理后再投入運行。

2 變壓器鐵芯接地的危害

該變壓器設計為鐵芯單點接地，通過銅排引出與變壓器器身連接，若沒有接地，則鐵芯對地的懸浮電壓，會造成鐵芯對地斷續(xù)性擊穿放電，但當鐵芯出現(xiàn)兩點以上接地時，鐵芯間的不均勻電位就會在接地點之間形成環(huán)流，并造成鐵芯多點接地發(fā)熱故障。變壓器的鐵芯接地故障會造成鐵芯局部過熱或局部放電，嚴重時，鐵芯局部溫升增加輕瓦斯動作，甚至將會造成重瓦斯動作而發(fā)生跳閘的事故。燒熔的局部鐵芯形成鐵芯片間的短路故障，使鐵損變大會嚴重影響變壓器的性能和正常工作，因此必須更換鐵芯硅鋼片才能修復。所以變壓器不允許多點接地只能有且只有一點接地。

3 變壓器鐵芯接地故障排查及分析

表1 變壓器油色譜檢測值 μl/L

根據(jù)檢測結(jié)果對該變壓器本身及維護進行檢查及處理。

（1）2018年2月28日檢查變壓器油色譜及微水的檢測記錄，主要參數(shù)見表1，從數(shù)據(jù)可以看出變壓器油正常。變壓器油氣體色譜檢測數(shù)值顯示變壓器內(nèi)部無過熱、放電的情況；油微水測試數(shù)據(jù)小于規(guī)范值，可以排除冷卻水泄露到壓器油中的情況。

（2）3月26日和27日先后組織三人（次）進入變壓器內(nèi)部進行探查，由于對變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)不熟悉以及變壓器內(nèi)部空間太過狹小，主變側(cè)不能通過，只能局部檢查，未發(fā)現(xiàn)有明顯的異物與放電現(xiàn)象；3月27日用內(nèi)窺鏡檢查也未發(fā)現(xiàn)異常。

（3）3月27日探查結(jié)束后，通過對鐵芯與殼體間接入大電流試驗，排除了虛接情況。

變壓器內(nèi)部鐵芯分為主變鐵芯與串變鐵芯。主變、串變鐵芯夾件在變壓器內(nèi)部單點接地，夾件與鐵芯之間相互絕緣，主變、串變鐵芯通過連線引出變壓器器身外單點接地。通過測試數(shù)據(jù)可判斷主變鐵芯與夾件間絕緣降低導致的對地電阻降低。

綜合現(xiàn)場情況及處理過程，認為鐵芯絕緣降低有以下原因：（1）鐵芯與夾件間絕緣在運行中劣化導致鐵芯與夾件絕緣下降；（2）鐵芯上落有金屬異物將鐵芯與夾件間短接；（3）變壓器在冶煉時的頻繁大電流沖擊，可能導致下夾件支板與鐵芯柱的距離發(fā)生位移相接觸；（4）穿心螺桿或金屬幫扎帶絕緣損壞，與鐵芯相碰。

4 變壓器鐵芯接地故障的處理

故障發(fā)生后第一時間聯(lián)系了生產(chǎn)廠家，現(xiàn)場技術(shù)人員同生產(chǎn)廠技術(shù)人員于3月30日對變壓器進行檢查，進入變壓器內(nèi)探查，發(fā)現(xiàn)A相和C相上部鐵芯各有一處鐵芯硅鋼片滑出，搭接在夾件上，造成鐵芯接地。由于變壓器內(nèi)部空間太過狹小，在變壓器內(nèi)部幾乎沒有作業(yè)空間，且滑出的硅鋼片較薄，沒能復位，只能將滑出的硅鋼片多余部分剪掉，斷開接地部分，并用絕緣板可靠隔離，處理后主變鐵芯對地絕緣阻值達到無窮大，大于出廠值3000MΩ標準，檢測合格,可以投入運行。

5 保障變壓器正常運行的措施

變壓器內(nèi)鐵芯由硅鋼片疊加而成，主要依靠金屬夾件的夾緊力使鐵芯夾緊。冶煉變壓器在運行過程中受到的沖擊大，產(chǎn)生震動。2015年3月17日發(fā)生的A相繞組上部鐵芯夾件支撐螺母掉落故障就說明了現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境震動較大，150t精煉爐冶煉變壓器經(jīng)過近6年的持續(xù)運行，夾件的夾持力松動造成硅鋼片滑出。

變壓器主變鐵芯故障已得到解決，為保證變壓器持續(xù)穩(wěn)定運行暫時解決了故障，對該設備需做好跟蹤監(jiān)測：（1）變壓器運行后定期取油樣做油色譜分析，建議每月定期取油樣分析。（2）變壓器運行后定期監(jiān)測變壓器鐵芯對地絕緣阻值，建議周期為每月，利用檢修時間實施，并做好記錄。（3）變壓器運行后定期監(jiān)測主變鐵芯接地電流，做好監(jiān)測記錄。若電流＜100mA可以繼續(xù)運行，若電流＞100mA可以采用在主變鐵芯引出接地線間串電阻措施降低接地電流，將電流限制在300mA以下；若電阻接入后還無法有效降低接地電流，則此變壓器必須停止運行，返廠維修。（4）密切監(jiān)視變壓器運行中的其他參數(shù)，主要有溫度、電流等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常及時檢查處理。

對測試結(jié)果及時分析，發(fā)現(xiàn)異常及時停機檢查，避免將故障擴大。

6 幾點建議

（1）雖然變壓器主變鐵芯故障點已經(jīng)找到，但受制于內(nèi)部空間及現(xiàn)場條件限制只做了臨時處理。故障原因是因為夾件的松動而造成的硅鋼片滑出，此次滑出的部位剛好在靠近兩邊的位置。如果硅鋼片滑出位置在中間或其他不能處理的位置，只能通過吊芯檢查處理。所以建議在合適的機會將變壓器返廠吊芯檢查，徹底消除故障。通過6年來該變壓器實際運行中發(fā)生的兩次故障來看，建議將該變壓器返廠吊芯檢修的周期調(diào)整為3年。

（2）現(xiàn)場變壓器位于精煉爐液壓站上層，大門距離對面廠房立柱約6m，該變壓器器身吊重29800kg，吊裝困難。設計時考慮的方案為將變壓器對面的廢鋼行車梁（設計時已將該段行車梁做成活動梁）拆除，吊車放于廢鋼坑起吊，該方案實施必將造成150t產(chǎn)線停產(chǎn)，影響較大。所以該變壓器若返廠維修，如何安全吊裝是最大難點，由于該變壓器投運后第一次吊裝，沒有經(jīng)驗可循。建議提前對現(xiàn)場實地測量，核算吊車起吊的安全性，做好吊裝方案。

7 結(jié)束語

在對八鋼150t精煉爐冶煉變壓器主變鐵芯接地故障分析及處理過程中，參考其他鋼廠的精煉爐冶煉變壓器的維護經(jīng)驗。結(jié)合八鋼煉鋼生產(chǎn)實際情況制定了保障措施，確保該變壓器穩(wěn)定、可靠地運行。通過此次故障的處理積累了處理類似變壓器故障的方法。