25 MVA 아크로 뉴스 변압기에서 경량 가스 알람의 고장 분석 및 개선 조치

특정 회사의 25 MVA 전기 아크로 가열로 변압기는 소련에서 수입된 장비입니다. 이는 각각 8.333 MVA인 세 개의 단상 변압기로 구성되어 있으며, 연결 그룹은 D,d0입니다. 일차 전압은 10 kV이고, 이차 전압은 140부터 230.4 V 사이입니다. 분할 접점 변경 방법은 21단계(단계 11, 12, 13이 하나의 단계로 합쳐져 총 23개의 위치)의 부하 중 분할 접점 변경입니다. 각 상을 독립적으로 조절할 수 있어 제련 중 A, B, C 상을 따로 조정하여 3상 전극 간 균형 있는 전류를 유지할 수 있습니다.

정상 작동 중 B상 변압기에서 두 번의 경량 가스 알람이 발생했습니다. 가스 방출 후 전력이 복구되고 정상 작동으로 돌아갔습니다. 동시에 기름 샘플을 채취하여 가스 크로마토그래피 분석을 실시했으며, 결과는 이상이 없었습니다. 당시 문제는 주로 유관 시스템의 음압 부분에서 누출로 인한 공기 유입 때문으로 추정되었습니다. 그러나 이후 며칠 동안 경량 가스 알람이 자주 발생하여 한 번에 6-7회까지 도달했습니다. 후속 기름 샘플링 및 가스 크로마토그래피 분석 결과는 이상을 나타냈습니다.

1. 아크로 가열로 변압기의 경량 가스 고장 분석

가스 크로마토그래피 분석은 기름 속에 용해된 가스를 기반으로 합니다. 농도가 기름의 용해도를 초과하면 자유 가스가 형성됩니다. 이러한 가스의 구성(μL/L)은 내부 고장의 종류와 심각성과 밀접하게 관련되어 있습니다. 따라서 이 방법은 초기 단계에서 내부 변압기 고장을 검출하고 지속적으로 그러한 고장의 위치와 발전을 모니터링할 수 있습니다.

분석 결론: 전체 탄화수소와 아세틸렌 수치가 허용 한도를 초과했습니다. 3-비율 방법 코딩 규칙에 따라 코드 조합은 1-0-1이며, 이는 고장 유형이 아크 방전임을 나타냅니다.

2. 코어 리프팅 점검 결과 및 분석

2.1 코어 리프팅 점검 결과

장비의 잠재적 위험을 신속히 제거하고 고장 확대를 방지하기 위해 코어 리프팅 점검을 수행했습니다. 점검 결과, 고장은 부하 중 분할 접점 교환기 내 극성 스위치 접점에서 발생했으며, 이는 심각한 과열과 큰 손상을 보였습니다.

2.2 극성 스위치 접점의 과열 및 손상 분석

2.2.1 접점의 장기간 과부하 전류

극성 스위치 접점의 정격 전류는 536 A로 계산되었습니다. 가열로의 빈번한 과부하 작동으로 인해 실제 전류가 스위치의 정격 용량을 초과하여 접점에서 과도한 온도 상승이 발생했습니다. 이러한 과열은 국소적인 열점 형성을 초래하여 접점 저항을 증가시키고 "악순환"을 시작하여 기름 분해, 자유 가스 생성, 그리고 경량 가스 알람을 유발했습니다.

2.2.2 같은 위치에서의 극성 스위치 접점의 장기간 작동

극성 스위치는 기본적으로 1-10번 전압 탭과 11-23번 탭을 선택하는 선택 스위치입니다. 실제로 가열로의 이차 전압은 계속해서 21-23번 탭에서 작동하여 스위치 접점이 오랜 시간 동안 같은 위치에 머물렀습니다. 이로 인해 정상적인 닦아내기 동작이 사라져 접점 표면의 자기 청소가 이루어지지 않았습니다. 유기 오염물질이 축적되어 안정적인 어두운 절연 막을 형성하였으며, 이는 점진적으로 전류 용량을 감소시키고 접점 저항을 증가시키며 접점 온도를 높였습니다. 높아진 온도는 오염물질의 침착을 더욱 가속화하여 "악순환"을 강화하고 자유 가스 생성 및 가스 알람을 초래했습니다.

3 개선 조치

3.1 접점의 전류 용량 증가 및 접점 저항 감소

빈번한 가열로 과부하와 생산 요구를 충족하기 위해 극성 스위치 접점을 재제조했습니다. 실제 측정을 기반으로 설치 차원을 변경하지 않고 원래의 선형 접점 표면 폭을 2 mm 늘려 전류 용량을 향상시켰습니다. 원래의 크롬-니켈 합금 도금을 하드 실버 도금으로 바꾸고 도금 두께를 0.5 mm 늘렸습니다. 이를 통해 접점 압력을 향상시키고 접점 저항을 줄여 전도성을 향상시켰습니다.

3.2 극성 스위치의 정기적인 무부하 작동

오랜 시간 동일 위치에서 작동하여 저항이 증가하는 것을 방지하기 위해 변압기 예방 점검 중 극성 스위치의 추가적인 무부하 작동을 포함시켰습니다. 사용자에게 매월 한 번씩 스위치의 무부하 작동을 수행하도록 요구했습니다. 목적은 접점 표면을 기계적으로 닦아내고 청소하여 침착물을 제거하고 접점 저항을 줄이는 것입니다.

4 결론

변압기 분할 접점의 과열 고장은 안정적인 작동에 영향을 미치는 주요 문제 중 하나입니다. 고장의 성질과 위치를 신속하고 정확하게 식별하는 것이 대상적인 수정 조치를 위한 필수 요소입니다. 경험을 지속적으로 축적하여 분석 정확성을 향상시켜야 합니다. 아크로 가열로 변압기의 경량 가스 알람에 대해 포괄적인 분석을 통해 근본 원인이 확인되었고, 효과적인 조치를 취하여 잠재적 위험을 제거했습니다. 2년 이상의 작동 후에도 유사한 이상이 발생하지 않았습니다. 이 해결책은 변압기의 제거, 수리, 예정되지 않은 정지로 인한 경제적 손실을 방지하여 상당한 경제적 이익을 얻었습니다.