Feilanalyse og forbedrings tiltak for lettgassalarm i 25 MVA buedekket transformator

En 25 MVA elektrisk buelovntransformator hos et visst selskap er en utstyr som ble importert fra den tidligere Sovjetunionen. Den består av tre enefase-transformatorer, hver med en effekt på 8,333 MVA, med en forbindelsesgruppe D,d0. Primærspenningen er 10 kV, og sekundærspenningen varierer mellom 140 og 230,4 V. Tapendringen skjer under belastning med 21 trinn (trinn 11, 12 og 13 er kombinert til ett trinn, totalt 23 posisjoner). Hver fase kan reguleres uavhengig, noe som tillater separat justering av fasene A, B og C under smelting for å opprettholde jevnt strømforbruk over de trefaselige elektrodene.

Under normal drift oppsto to ganger lysgassalarm for B-fasetransformator. Etter gassløsning ble strømmen gjenopprettet, og drift returnerte til normal. Oljesekvenser ble samtidig tatt for gasskromatografisk analyse, og resultatene viste ingen unormaliteter. På det tidspunktet ble problemet hovedsakelig tilskrevet luftintrång som følge av lekkasje i negativ-trykkseksjonen av oljesystemet. Imidlertid, i de følgende dagene, oppsto lysgassalarmer ofte, opp til 6–7 ganger per vakt. Senere oljesekvenser og gasskromatografiske analyser avdekket unormaliteter.

1. Analyse av lysgassfeil i buelovntransformator

Gasskromatografisk analyse baserer seg på gasser som løses i olje; når konsentrasjonen overskrider oljens løselighet, dannes fri gass. Sammensetningen av disse gassene (i μL/L) er tett knyttet til type og alvorligheten av interne feil. Derfor kan denne metoden oppdage interne transformatorfeil på et tidlig stadium og kontinuerlig overvåke lokalisasjonen og utviklingen av slike feil.

Analysekonklusjon: Total hydrokarboner og acetylen-nivå har overskredet akseptable grenser. Ifølge koderegler for tre-ratiometoden indikerer kodekombinasjonen 1-0-1 at feiltypen er buelovnslutning.

2. Funn og analyse fra kjernelyftinspeksjon

2.1 Funn fra kjernelyftinspeksjon

For å raskt eliminere utstyrsfaren og forhindre feileskalering, ble en kjernelyftinspeksjon utført. Inspeksjonen avdekket at feilen oppstod i polaritetsswitchkontakter inni påbelasted tapendringsmekanismen, som viste betydelig overvarming og sterke brennskader.

2.2 Analyse av overvarming og skade på polaritetsswitchkontakter

2.2.1 Langvarig overlaststrøm på kontakter

Den beregnede nominelle strømen gjennom polaritetsswitchkontakten var 536 A. Pga. hyppig overlastdrift av ovnen, overskred den faktiske strømen switchens nominell kapasitet, noe som førte til unormal temperaturøkning ved kontakten. Denne overvarmingen dannet lokale varmepunkter, økte kontaktmotstand og initieret en "syklus" som førte til oljeoppdeling, generering av fri gass, og deretter lysgassalarmer.

2.2.2 Langvarig drift av polaritetsswitchkontakter i samme posisjon

Polaritetsswitchen er egentlig en selektor med to posisjoner: en for spenningsbaner 1–10 og en annen for baner 11–23. I praksis ble sekundærspenningen i ovnen konsekvent driftet på baner 21–23, noe som førte til at switchkontaktene ble i samme posisjon over lengre perioder. Dette fjernet normal viping, hindret selvrensing av kontaktflaten. Organiske forurensninger akkumulerte, dannede en stabil, mørk isolerende film. Denne filmen reduserte gradvis strømføringsevnen, økte kontaktmotstand og økte kontakttemperatur. Den økte temperaturen accelererte forurensningsdepot, forsterket "syklusen" og resulterte i fri gassgenerering og gassalarmer.

3 Forbedrings tiltak

3.1 Øk kontaktstrømføringsevne og reduser kontaktmotstand

For å håndtere hyppig overlast av ovnen og møte produksjonsbehov, ble polaritetsswitchkontaktene remanufakturert. Basert på faktiske målinger og uten å endre installasjonsdimensjoner, ble bredden på den originale lineære kontaktflaten økt med 2 mm for å forbedre strømkapasiteten. Det originale krom-nikkellegeringsoverflatingen ble erstattet med hard sølvoverflating, og overflatingstydde ble økt med 0,5 mm. Dette forbedret kontakttrykket, reduserte kontaktmotstand og forbedret ledningsevne.

3.2 Regelbunden ubelasted drift av polaritetsswitch

For å unngå langvarig stasjonær drift og assosiert motstandsøkning, ble ekstra ubelasted drift av polaritetsswitch inkludert under forebyggende testing av transformator. Brukere fikk også instruks om å utføre en ubelasted drift av switchen én gang per måned. Formålet er å mekanisk veie og rengjøre kontaktflaten, fjerne depoter og redusere kontaktmotstand.

4 Konklusjon

Overvarmingsfeil i transformator-tapendringskontakter er blant de største problemene som påvirker stabil drift. Tidlig og nøyaktig identifisering av feiltype og lokalitet er essensielt for målrettet korrektive tiltak. Lærdommer bør kontinuerlig akkumuleres for å forbedre analysetøyakkurat. For lysgassalarmer i buelovntransformator, ble rotnorsaker identifisert gjennom grunnleggende analyse, og effektive tiltak ble implementert for å eliminere fare. Etter mer enn to år med drift, har det ikke oppstått lignende unormaliteter. Denne løsningen forebygget økonomiske tap forbundet med transformator-removing, reparasjon og uplanlagt nedetid, og oppnådde betydelige økonomiske fordeler.