Fejlanalyse og forbedringsforanstaltninger for let gasalarm i 25 MVA bugeovnstransformator

En 25 MVA elektrisk bugefyrstransformator hos en bestemt virksomhed er en importerede udstyr fra den tidligere Sovjetunion. Den består af tre enefasede transformatorer, hver med en effekt på 8.333 MVA, med et forbindelsesgruppe D,d0. Primærespændingen er 10 kV, og sekundærespændingen varierer mellem 140 og 230.4 V. Tapændringen sker under belastning med 21 trin (trin 11, 12 og 13 er kombineret til ét trin, i alt 23 positioner). Hver fase kan justeres uafhængigt, hvilket gør det muligt at justere faserne A, B og C separat under smeltning for at opretholde en balance i strømmen over de trefasede elektroder.

Under normal drift oplevede B-fasetransformator to gange let gasalarm. Efter gasfrigivelse blev strømmen genoprettet, og drift vendte tilbage til normalt. Oliesamples blev taget samtidigt til gaschromatografisk analyse, og resultaterne viste ingen afvigelser. På det tidspunkt blev problemet hovedsageligt tildelt luftindgang som følge af ledbenhed i olieledningsystemets negativtrykdel. I de følgende dage forekom let gasalarm ofte, op til 6-7 gange pr. vagt. Senere oliesampling og gaschromatografisk analyse afslørede dog afvigende resultater.

1. Analyse af let gasfejl i bugefyrstransformator

Gaschromatografisk analyse baserer sig på gasser, der løses i olie; når koncentrationen overstiger oliens løselighedsgrænse, dannes fri gas. Sammensætningen af disse gasser (i μL/L) er tæt forbundet med type og alvorlighed af interne fejl. Derfor kan denne metode opdage interne transformerfejl i en tidlig fase og overvåge kontinuerligt placeringen og udviklingen af sådanne fejl.

Analysekonklusion: Total hidrokaboner og acetylenniveauer har overstigit acceptable grænser. Ifølge reglerne for kodning ved tre-ratio-metoden indikerer kodekombinationen 1-0-1, at fejltypen er bueudladning.

2. Resultater og analyse af kernejernopløftning

2.1 Resultater af kernejernopløftning

For at hurtigt eliminere udstyrsrisici og forhindre fejls forværring blev en kernejernopløftning udført. Inspektionen afslørede, at fejlen oprindede i polaritetskontaktpunkterne i on-load tap changer, som viste alvorlig overophedning og betydelig brændskade.

2.2 Analyse af overophedning og skade på polaritetskontaktpunkter

2.2.1 Langvarig overbelastningsstrøm på kontakter

Den beregnede nominelle strøm igennem polaritetskontaktpunktet var 536 A. Pga. hyppig overbelastningsdrift af ovnen oversteg den faktiske strøm switchens nominelle kapacitet, hvilket forårsagede en for høj temperaturstigning i kontakten. Denne overophedning dannede lokale hedeplekker, øgede kontaktmodstanden og initierede en "ond cirkel", der førte til olieopdeling, frembringelse af fri gas og efterfølgende let gasalarm.

2.2.2 Langvarig drift af polaritetskontakt på samme position

Polaritetskontakten er i grundlighed en vælgerkontakt med to positioner: én for spændingsklopper 1-10 og den anden for klopper 11-23. I praksis blev ovnens sekundærspænding konsekvent drivet på klopper 21-23, hvilket fik kontaktpunkterne til at blive i samme position i lang tid. Dette eliminerede den normale rensevirkning, hindrede selvrensning af kontaktfladen. Organiske forureninger akkumulerede og dannede en stabil, mørk isolationsfilm. Denne film nedsatte gradvis strømførende kapaciteten, øgede kontaktmodstanden og højede kontaktemperaturen. Den højere temperatur accelererede yderligere forurening, styrkede "onden cirkel" og resulterede i frembringelse af fri gas og gasalarm.

3 Forbedringsforanstaltninger

3.1 Øg Kontaktstrømførende Kapacitet og Reducér Kontaktmodstand

For at håndtere hyppige overbelastninger af ovnen og møde produktionskrav blev polaritetskontaktpunkterne genproduceret. Baseret på reelle målinger og uden at ændre installationsdimensioner, blev bredden af den originale lineære kontaktflade forøget med 2 mm for at forbedre strømkapaciteten. Det originale krom-nickel legemer blev erstattet med hard sølvlegemer, og legemetydken blev forøget med 0.5 mm. Dette forbedrede kontakttrykket, reducerede kontaktmodstanden og forbedrede ledningsevnen.

3.2 Regelmæssig ubelasted drift af polaritetskontakten

For at forhindre længerevarende ubelasted drift og den tilhørende modstandsforøgelse blev yderligere ubelasted drift af polaritetskontakten inkluderet under transformerens forebyggende test. Brugere blev også bedt om at udføre en ubelasted drift af kontakten én gang pr. måned. Formålet er at mekanisk renske og rense kontaktfladen, fjerne nedlagte stoffer og reducere kontaktmodstanden.

4 Konklusion

Overophedningsfejl i transformer-tap-changer-kontakter er blandt de største problemer, der påvirker stabil drift. Tidlig og præcis identifikation af fejlart og -placering er afgørende for målrettede korrektionsforanstaltninger. Lærdomme bør konstant accumuleres for at forbedre analysetilpasning. For let gasalarm i bugefyrstransformator blev rodårsagerne identificeret gennem en omfattende analyse, og effektive foranstaltninger blev implementeret for at eliminere risikoen. Efter mere end to års drift er der ikke opstået lignende afvigelser. Denne løsning forhindrede økonomiske tab, der ville være forbundet med fjernelse, reparation og uplanlagt nedetid for transformer, og opnåede betydelige økonomiske fordele.