Анализ на дефектите и мерки за подобряване при леки газови аларми в трансформатор с дъга от 25 МВА

Трансформатор за електрична дъга с мощност 25 МВА в определена компания е оборудване, внесено от бившия Съветски съюз. Той се състои от три единични трансформатора, всеки с мощност 8,333 МВА, с група на свързване D,d0. Напругата в первичната обмотка е 10 кВ, а напругата в вторичната обмотка варира от 140 до 230,4 В. Методът за промяна на стъпките е при натоварен трансформатор с 21 стъпки (стъпки 11, 12 и 13 са комбинирани като една стъпка, общо 23 позиции). Всяка фаза може да се регулира независимо, позволявайки отделна корекция на фазите A, B и C по време на изплавяне, за да се поддържа равновесен ток в трите фазови електрода.

По време на нормална работа, B-фазовият трансформатор преживя две случая на леки газови аларми. След изпускането на газ, енергията беше възстановена и работата се възобнови нормално. Едновременно бяха взети проби от масло за анализ с газова хроматография, и резултатите не показаха никакви аномалии. По това време проблемът беше основно приписан на влизане на въздух поради утечка в отрицателния сектор на системата за маслоосигуряване. Но в следващите дни, леките газови аларми се случваха често, достигайки до 6-7 пъти на смени. Последващото вземане на проби от масло и анализ с газова хроматография разкриха аномални резултати.

1. Анализ на леката газова повреда в трансформатора за електрична дъга

Анализът с газова хроматография е основан на газовете, които се разтварят в маслото; когато концентрацията надхвърли границата на разтворимостта на маслото, се формира свободен газ. Съставът на тези газове (в μL/L) е тясно свързан с типа и степента на вътрешни повреди. Затова този метод може да открива вътрешни повреди в трансформатора в ранен етап и да наблюдава постоянно местонахождението и развитието на такива повреди.

Заключение от анализа: Общите хидро-карбони и нивата на ацетилен са надхвърлили допустимите граници. Според правилата за кодиране на метода с три отношения, комбинацията от кодове е 1-0-1, което сочи, че типът на повредата е дъгово разрядване.

2. Резултати и анализ от инспекцията след изваждане на ядрото

2.1 Резултати от инспекцията след изваждане на ядрото

За да се изключат незабавно скритите опасности на оборудването и да се предотврати разширяването на повредата, беше извършена инспекция след изваждане на ядрото. Инспекцията разкри, че повредата произтича от контактите на полярния ключ в трансформатора за промяна на стъпките при натоварен трансформатор, които показваха сериозно прекомерно затопляне и значително изгаряне.

2.2 Анализ на прекомерното затопляне и повредата на контактите на полярния ключ

2.2.1 Дългосрочен преходен ток през контактите

Пресметната номинална стойност на тока през контактите на полярния ключ беше 536 А. Поради честите преходни операции на печката, реалният ток надхвърли номиналната способност на ключа, причинявайки прекомерно затопляне на контактите. Това затопляне формира локални горещи точки, увеличавайки контактното съпротивление и започвайки "зле кръг", който доведе до разлагане на маслото, генериране на свободен газ и последвали леки газови аларми.

2.2.2 Дългосрочна работа на контактите на полярния ключ в една и съща позиция

Полярният ключ е по същество селекторен ключ с две позиции: една за напреженията 1-10 и друга за напреженията 11-23. В действителната работа, вторичното напрежение на печката беше постоянно извършвано на напрежения 21-23, причинявайки контактите на ключа да останат в една и съща позиция за продължително време. Това изключи нормалната механична чистка на контактната повърхност. Органичните замърсители се натрупаха, формирайки стабилна, тъмна изолационна пленка. Тази пленка постепенно намали способността за провеждане на тока, увеличи контактното съпротивление и повиши температурата на контактите. Повишена температура допълнително ускори натрупването на замърсители, засилвайки "зле кръг" и водейки до генериране на свободен газ и газови аларми.

3 Улучителни мерки

3.1 Увеличаване на способността за провеждане на тока и намаляване на контактното съпротивление

За справяне с честите преходни операции на печката и удовлетворяване на производствените нужди, контактите на полярния ключ бяха преизработени. На базата на реални измервания и без промяна на размерите на монтажа, ширината на оригинален линеен контакт беше увеличена с 2 мм, за да се засили способността за провеждане на тока. Оригиналното покритие от хром-никелев сплав беше заменено с покритие от твърда сребърна сплав, и дебелината на покритието беше увеличена с 0,5 мм. Това подобри контактното налягане, намали контактното съпротивление и засили проводимостта.

3.2 Редовна работа на полярния ключ без натоварване

За да се предотврати продължителната стационарна работа и съответното увеличение на съпротивлението, бяха включени допълнителни операции без натоварване на полярния ключ по време на профилактичните тестове на трансформатора. Потребителите също бяха насърчени да извършват операция без натоварване на ключа веднъж на месец. Целта е да се извърши механична чистка на контактната повърхност, премахвайки натрупаните материали и намалявайки контактното съпротивление.

4 Заключение

Повредите от прекомерно затопляне на контактите на трансформатора за промяна на стъпките са сред големите проблеми, влияещи върху стабилната работа. Навременно и точно определяне на природата и местонахождението на повредата е необходимо за целенасочени корекции. Урокът трябва да се натрупва непрекъснато, за да се подобри точността на анализа. За леките газови аларми в трансформатора за електрична дъга, основните причини бяха идентифицирани чрез комплексен анализ, и ефективни мерки бяха предприети, за да се изключат скритите опасности. След повече от две години работа, няма съществували подобни аномалии. Това решение предотврати икономически загуби, свързани с демонтиране, ремонт и непланови спирана на трансформатора, постигайки значителни икономически ползи.