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对电子束炉变压器的故障检查研究

(作者未知) 2010/5/28

   摘 要:介绍了电子束炉变压器的故障检查过程,并结合测量的数据进行故障分析,最后通过吊芯检查确定故障为绕组匝间短路、绝缘老化。更换两组线圈后,变压器恢复正常工作。
   关键词:电子束;变压器;气相色谱分析;瓦斯保护
   引言
   EBCHR2/50/500电子束炉是西北有色金属研究院从德国ALD 公司进口的大型设备,适用于熔炼和重熔钨、钼、钽、铌、锆、铪等难熔金属及其合金,它具有两个完全独立的电子枪,两只枪均由一个高压变压器供电。该变压器是电子束炉的核心组成部分,为浸油自冷式高压整流变压器,额定功率为500KW,它将500V三相交流电升高到36KV三相交流电,再整流成40KV直流电输送给电子枪,电子枪在40KV加速电压下发射高密度快速电子束来熔炼金属。
   1 故障现象
   电子束炉按正常程序操作熔炼钽金属时,40KV高压电源突然断电,操作面板上出现报警显示:“Hv Transformer BUCHHOLZ”(高压变压器瓦斯继电保护动作)。打开变压器的放气阀放气,报警消失,此时变压器能产生40kv直流电压,但高压既不能保持又不能带负载,2到3分钟后,同样的报警信号再次出现,变压器主回路电源断开,停止工作。
   2故障检查
   2.1 变压器的外部检查
   (1)检查油枕内和充油套管内油面的高度,发现油位正常,封闭处无渗漏油现象;
   (2)检查变压器的响声,发现噪音稍大,但未有异常声音出现;
   (3)检查变压器的绝缘套管及瓷瓶,未发现有破损裂纹及放电烧伤痕迹;
   (4)检查一、二次母线,接头接触良好,不过热,外壳接地良好;
   (5)检查呼吸器,气路畅通,硅胶的颜色为淡红色,吸潮未达到饱和。
   2.2 变压器负荷检查
   (1)用钳形电流表测量变压器空载时一次绕组的三相空载电流,A相:IA=160.8A;B相:IB=55.8A;C相:IC=5.7A。
   (2)故障发生时,用红外线测温仪测量变压器外壳不同区域的温度,温度为55℃左右,一分钟温升超过5℃。
   2.3 气相色谱分析检查
   采集变压器本体油、瓦斯油、瓦斯气进行气相色谱分析检查,结果见表1。
   本体油 瓦斯油 瓦斯气
   氢 1109 1710 373350
   氧 21165 21190 21345
   一氧化碳 210 165 28235
   二氧化碳 530 1145 8570
   甲烷 309.5 3284.5 12659
   乙烷 38.5 947.5 6592
   乙烯 535.5 11309.5 14516
   乙炔 380.3 39860.0 20725.0
   总烃 1264.0 19528.0 54492.0
   表1 油样气相色谱分析表
   3 故障现象及分析
   变压器的故障一般分为电路故障和磁路故障。常见的电路故障有线圈绝缘老化、受潮,材料质量及制造工艺不良,二次系统短路引起的故障等。磁路故障常见的有硅钢片短路、穿芯螺丝与铁芯间的绝缘损坏以及铁芯接地不良引起的放电等。
   3.1 三相电流不平衡
   当变压器二次绕组开路,一次绕组施加额定频率的额定电压时,一次绕组中的电流称空载电流I0。通常I0与额定电流IN的关系可表示为:
   i0%=(I0 /IN)*100=1-3%
   该变压器的额定电流为577A,空载电流I0应在5.77A到17.3 A之间,而实测的一次绕组三相空载电流IA=160.8A,IB=55.8A,IC=5.7A。三相电流极大的不平衡,初步推断为变压器绕组局部发生匝间和层间短路,产生很大的短路电流。
   3.2 变压器油温不断升高
   油温不断升高可能由以下几个方面引起:
   (1)涡流使铁芯长期过热而引起硅钢片间的绝缘破坏,铁损增大,油温升高;
   (2)穿芯螺丝绝缘破坏后,与硅钢片短接,有很大的电流通过,使螺丝发热,油温升高;
   3)绕组局部发生匝间和层间短路,二次线路上有大电阻短路等,也会使油温升高。
   3.3 瓦斯继电保护动作
   瓦斯保护是变压器的主要保护,它能监视变压器内部发生的大部分故障。继电保护动作的原因有以下几个方面:
   (1)滤油、加油和冷却系统不严密,致使空气进入变(未完,下一页

  

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