Analiza uszkodzeń i środki poprawy dla alarmów lekkiego gazu w transformatorze łukowym 25 MVA

Transformator pieczołgu elektrycznego o mocy 25 MVA w pewnej firmie jest оборудованием, импортированным из бывшего Советского Союза. Składa się z trzech jednofazowych transformatorów, każdy o mocy 8,333 MVA, z grupą połączeń D,d0. Napięcie pierwotne wynosi 10 kV, a napięcie wtórne zakłada się w zakresie od 140 do 230,4 V. Metoda zmiany tapów to zmiana pod obciążeniem z 21 stopniami (stopnie 11, 12 i 13 są połączone w jeden, co daje łącznie 23 pozycje). Każda faza może być regulowana niezależnie, co pozwala na osobne dostosowanie faz A, B i C podczas topienia, aby utrzymać równoważny prąd przez elektrody trójfazowe.

W trakcie normalnej pracy transformator fazy B miał dwa przypadki alarmu lekkiego gazu. Po uwolnieniu gazu przywrócono zasilanie i praca wróciła do normy. Pobrano jednocześnie próbki oleju do analizy chromatograficznej gazowej, a wyniki nie wykazały anomalii. Wówczas problem był przede wszystkim przypisywany wprowadzaniu powietrza z powodu przecieku w systemie rurociągów olejowych pod ciśnieniem ujemnym. Jednak w kolejnych dniach alarmy lekkiego gazu występowały często, osiągając nawet 6-7 razy na zmianę. Kolejna analiza próbek oleju i analiza chromatograficzna gazowa wykazały异常的翻译似乎在中途被截断了。让我继续完成这段波兰语翻译：

nieprawidłowości.

1. Analiza awarii lekkiego gazu w transformatorze pieca elektrycznego

Analiza chromatograficzna gazowa opiera się na gazach rozpuszczonych w oleju; gdy stężenie przekracza granicę rozpuszczalności oleju, powstają wolne gazy. Skład tych gazów (w μL/L) jest ściśle związany z rodzajem i nasileniem wewnętrznego uszkodzenia. Dlatego ta metoda może wykryć wczesne uszkodzenia wewnątrz transformatora i ciągle monitorować lokalizację i rozwój takich uszkodzeń.

Wniosek z analizy: Całkowita zawartość węglowodorów i acetylen przekroczyła dopuszczalne limity. Zgodnie z regułami kodowania metodą trzech stosunków, kombinacja kodów wynosi 1-0-1, co wskazuje, że typ uszkodzenia to łukowy rozładowy.

2. Wyniki i analiza inspekcji podnożenia rdzenia

2.1 Wyniki inspekcji podnożenia rdzenia

Aby szybko wyeliminować ukryte zagrożenia sprzętu i zapobiec eskalacji uszkodzeń, przeprowadzono inspekcję podnożenia rdzenia. Inspekcja wykazała, że uszkodzenie miało źródło w kontaktach przełącznika polarności w przełączniku tapów pod obciążeniem, które były silnie nadgrzewane i znacząco spalone.

2.2 Analiza nadgrzewania i uszkodzenia kontaktów przełącznika polarności

2.2.1 Długotrwały prąd nadmierny na kontaktach

Obliczono, że prąd nominalny przez kontakt przełącznika polarności wynosi 536 A. Ze względu na częste operacje nadmierne pieca, rzeczywisty prąd przekraczał zdolność przełącznika, powodując nadmierne podwyższenie temperatury na kontakcie. To nadgrzewanie tworzyło lokalne gorące punkty, zwiększając opór kontaktu i inicjując „zły cykl”, który prowadził do rozkładu oleju, generowania wolnych gazów i kolejnych alarmów lekkiego gazu.

2.2.2 Długotrwała praca kontaktów przełącznika polarności w tej samej pozycji

Przełącznik polarności to w istocie przełącznik selekcyjny z dwiema pozycjami: jedna dla tapów napięcia 1-10, a druga dla tapów 11-23. W rzeczywistej operacji, napięcie wtórne pieca było stale obsługiwane w tapach 21-23, co powodowało, że kontakty przełącznika pozostawały w jednej pozycji przez dłuższy czas. To eliminowało normalne czyszczenie poprzez ocieranie, uniemożliwiając samooczyszczanie powierzchni kontaktu. Organiczne zanieczyszczenia gromadziły się, tworząc stabilną, ciemną izolującą warstwę. Ta warstwa stopniowo zmniejszała zdolność nośną prądu, zwiększała opór kontaktu i podnosiła temperaturę kontaktu. Podwyższona temperatura jeszcze bardziej przyspieszała osadzanie się zanieczyszczeń, wzmacniając „zły cykl” i prowadząc do generowania wolnych gazów i alarmów gazu.

3. Środki poprawcze

3.1 Zwiększenie zdolności nośnej prądu kontaktu i zmniejszenie oporu kontaktu

Aby skutecznie radzić sobie z częstymi nadmiernymi obciążeniami pieca i spełniać wymagania produkcyjne, kontakty przełącznika polarności zostały przebudowane. Na podstawie rzeczywistych pomiarów, bez zmiany wymiarów montażowych, szerokość oryginalnej liniowej powierzchni kontaktu została zwiększona o 2 mm, aby zwiększyć zdolność nośną prądu. Oryginalne pokrycie chromoniklowe zostało zastąpione pokryciem srebrnym, a grubość pokrycia zwiększono o 0,5 mm. To poprawiło nacisk kontaktu, zmniejszyło opór kontaktu i zwiększyło przewodność.

3.2 Regularne puste operacje przełącznika polarności

Aby zapobiec długotrwałej statycznej pracy i związanemu z tym zwiększeniu oporu, do testów prewencyjnych transformatora dodano dodatkowe puste operacje przełącznika polarności. Użytkownicy zostali również zobowiązani do wykonania pustej operacji przełącznika raz na miesiąc. Celem jest mechaniczne ocieranie i czyszczenie powierzchni kontaktu, usuwanie osadów i zmniejszanie oporu kontaktu.

4. Podsumowanie

Uszkodzenia nadgrzewania w kontaktach przełączników tapów transformatora należą do głównych problemów wpływających na stabilną pracę. W porę i precyzyjnie identyfikowanie natury i lokalizacji uszkodzenia jest kluczowe do skierowanych działań naprawczych. Powinny być ciągle gromadzone nauki, aby poprawić dokładność analiz. Dla alarmów lekkiego gazu w transformatorze pieca elektrycznego, poprzez kompleksową analizę zidentyfikowano podstawowe przyczyny, a następnie wprowadzono skuteczne środki, aby wyeliminować ukryte zagrożenia. Po ponad dwóch latach eksploatacji nie wystąpiły podobne anomalie. To rozwiązanie zapobiegło stratom ekonomicznym związanych z demontażem, naprawą i nieplanowaną przerwą w działaniu transformatora, osiągając znaczne korzyści ekonomiczne.