Felanalys och förbättringsåtgärder för lätta gasvarningar i 25 MVA buktansformator

En 25 MVA elektrisk bukgjutugnstransformator vid ett visst företag är en utrustning importerad från det tidigare Sovjetunionen. Den består av tre ensidiga transformatorer, var och en med en effekt på 8,333 MVA, med en anslutningsgrupp D,d0. Primärvolten är 10 kV, och sekundärvolten ligger mellan 140 och 230,4 V. Spänningsändringen sker under belastning med 21 steg (steg 11, 12 och 13 kombineras till ett steg, totalt 23 positioner). Varje fas kan regleras oberoende, vilket gör att faser A, B och C kan justeras separat under smältningen för att bibehålla jämn ström över de trefasiga elektroder.

Under normal drift upplevde B-fasetransformatorn två fall av ljusgasslarm. Efter gasavledning återställdes strömmen och drift återgick till normal. Oljesampel togs samtidigt för gaskromatografisk analys, och resultaten visade inga avvikelser. På den tiden hänvisades problemet främst till luftinträngande på grund av läckage i det negativa trycksektionen av oljerörsystemet. Men under de följande dagarna inträffade ljusgasslarm ofta, upp till 6-7 gånger per vakt. Följande oljesampling och gaskromatografisk analys visade dock avvikande resultat.

1. Analys av ljusgassfel i bukgjutugnstransformatorn

Gaskromatografisk analys baseras på gaser som löser sig i olja; när koncentrationen överskrider oljans löslighetsgräns bildas fri gas. Sammansättningen av dessa gaser (i μL/L) är nära relaterad till typ och allvarligheten av inre fel. Därför kan denna metod upptäcka inre transformerfel i ett tidigt skede och kontinuerligt övervaka platsen och utvecklingen av sådana fel.

Analysresultat: Totala hydrokarboner och acetylenhalter har överskridit acceptabla gränser. Enligt kodningsreglerna för treförhållandemetoden indikerar kodkombinationen 1-0-1 att felet är bågavläggning.

2. Huvudlyftningsinspektionens funna och analys

2.1 Huvudlyftningsinspektionens funna

För att snabbt eliminera utrustningsrisker och förhindra felutveckling genomfördes en huvudlyftningsinspektion. Inspektionen visade att felet hade sitt ursprung i polaritetsswitchkontakterna inuti den underbelastningsbaserade spänningsändraren, vilka visade tecken på allvarlig överhettning och betydande bränningsskador.

2.2 Analys av överhettning och skada på polaritetsswitchkontakter

2.2.1 Långsiktig överbelastningsström på kontakter

Den beräknade nominella strömmen genom polaritetsswitchkontakten var 536 A. På grund av frekventa överbelastningsdrift av ugnen överskred den faktiska strömmen switchens nominella kapacitet, vilket ledde till överhettning i kontakten. Denna överhettning bildade lokala hetzoner, ökade kontaktresistansen och initierade en "ondskefull cirkel" som ledde till oljeupplösning, generering av fri gas och efterföljande ljusgasslarm.

2.2.2 Långsiktig drift av polaritetsswitchkontakter på samma position

Polaritetsswitchen är i princip en växelswitch med två positioner: en för spänningskopplingar 1-10 och en annan för kopplingar 11-23. I praktiken användes ugns sekundärvolten konsekvent vid kopplingar 21-23, vilket ledde till att switchkontakterna låg stilla i en position under lång tid. Detta elimineras normal rengöring av kontaktytan. Organiska föroreningar ackumulerades, bildade en stabil, mörk isolerande film. Denna film minskade gradvis strömförmågan, ökade kontaktresistansen och höjde kontakttemperaturen. Den högre temperaturen accelererade ytterligare föroreningsdepot, förstärkte den "ondskefulla cirkeln" och resulterade i fri gasgenerering och gasslarm.

3 Förbättringsåtgärder

3.1 Öka strömförmågan och minska kontaktresistansen

För att hantera frekventa ugnoverbeldningar och möta produktionskraven omkonstruerades polaritetsswitchkontakterna. Baserat på faktiska mätningar och utan att ändra installationsdimensionerna ökades bredden på den ursprungliga linjära kontaktytan med 2 mm för att öka strömförmågan. Den ursprungliga kromnickelalloybeläggningen ersattes med hård silverbeläggning, och beläggningstäckningen ökades med 0,5 mm. Detta förbättrade kontakttrycket, minskade kontaktresistansen och förbättrade ledningsförmågan.

3.2 Regelmässig obelastningsdrift av polaritetsswitchen

För att förhindra långvarig stillastående drift och den associerade resistansökningen inkluderades ytterligare obelastningsdrifter av polaritetsswitchen under preventiv provning av transformatorn. Användarna uppmanades också att utföra en obelastningsdrift av switchen en gång per månad. Syftet är att mekaniskt rengöra kontaktytan, ta bort depoter och minska kontaktresistansen.

4 Slutsats

Överhettningsskal i transformatorspänningsändrarnas kontakter är bland de stora problemen som påverkar stabil drift. Tidig och korrekt identifiering av felets natur och plats är nödvändig för riktade korrigerande åtgärder. Lärdomar bör kontinuerligt sammanställas för att förbättra analytisk precision. För ljusgasslarmen i bukgjutugnstransformatorn identifierades rotsakerna genom en omfattande analys, och effektiva åtgärder genomfördes för att eliminera riskerna. Efter mer än två års drift har inga liknande avvikelser inträffat. Denna lösning förhindrade ekonomiska förluster kopplade till transformatorns avmontering, reparation och oväntade driftstopp, vilket resulterade i betydande ekonomiska vinster.