主變壓器低壓升高座及封母筒過熱處理

王密柱

摘 要： 本文闡述了變壓器低壓升高座及封母筒結構、過熱原因、處理方案；介紹了低壓升高座開槽隔磁處理過程及取得的效果。

關鍵詞：變壓器低壓升高座及封母筒過熱 低壓升高座開槽隔磁

中圖分類號：TM406 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）04-0302-01

前言

大唐淮南洛河發電廠三期工程（#5機、#6機）為兩臺600MW機組，采用的主變壓器（以下簡稱主變）型號為SFP10-720MVA/500KV。從發電機引出端到主變低壓側引出端的主回路母線采用全連式分相封閉母線連接。每相母線各裝在單獨的外殼內，外殼兩端用短路板連接起來，一端在發電機垂直下引母線處短路連接，一端在主變本體低壓側出線處短路連接。在主變本體低壓側，主變低壓升高座與分相封閉母線外殼之間用封母筒（IPB筒）連接，以保護主變低壓套管及引出線導體。封母筒（IPB筒）由上下節組成，均采用金屬鋁材，上節封母筒上端用螺栓固定在分相封閉母線外殼上，下節封母筒下端用螺栓固定在主變低壓升高座法蘭上，封母筒上節套在下節上，上下節之間用橡膠墊做絕緣隔絕。上節封母筒上裝有紅外測溫探頭，以在線監測封母筒內引出線導體溫度。

#5機于2007年11月投產運行，運行不久，發現#5主變低壓封母筒運行溫度高，并且隨著負荷的增加和環境溫度的升高溫度逐步上升。2008年5-6月，B相在線監測裝置發高溫報警（報警值90℃）信號。用遠紅外成像儀從外部測試低壓升高座及封母筒，紅外熱圖最高溫度在B相低壓升高座位置，最高溫度值為115.3℃，封母筒外殼溫度也超過允許值70℃。見表1：

檢查變壓器油在線監測裝置，氫氣、甲烷等主要故障特征氣體及產氣速率無明顯變化，停機檢查主變低壓套管引出線導體無過熱現象。維持機組正常運行，加強監測。

2008年8月，利用停機檢查#5主變低壓套管引出線有無過熱時機，對#5主變低壓升高座及封母筒進行處理。當時考慮引起低壓升高座及封母筒過熱的原因可能是因封母筒上下節套筒之間間隙較小或造成觸碰，封母筒及低壓升高座有電流通過，該電流造成低壓升高座局部過熱或造成下節封母筒下端與主變低壓升高座法蘭結合處的螺栓過熱（即螺栓的截面面積較小，而其通過的電流較大引起的過熱）。因此采用的處理方法是用8根由多股軟銅線制成的引線，沿圓周均勻分布連接在下節封母筒下端與主變低壓升高座法蘭結合處，以增加結合處的螺栓通流總面積。但主變運行后，低壓升高座及封母筒運行溫度仍然過高。

2009年12月，結合#5機組臨檢，再次對#5主變低壓升高座及封母筒過熱進行處理。處理的思路是在封母筒與分相封閉母線外殼之間做絕緣隔絕，以避免封母筒及低壓升高座有電流通過。采用的處理方法是將封母筒上部與分相封閉母線外殼連接的鍍鋅螺栓全部換成環氧樹脂螺栓，同時在封母筒上部與分相封閉母線外殼之間用橡膠墊做絕緣隔絕。但也沒起到什么效果。

經過請兩次處理后，#5主變低壓升高座及封母筒運行溫度仍然過高。參見表1：2010年8月3日記錄的數據。

一、原因分析

前兩次處理，是基于主變低壓升高座及封母筒有電流通過引起的局部螺栓過熱或低壓升高座局部過熱這個思路進行的處理，結果證明沒起到什么效果。仔細分析遠紅外成像圖型得出，B相低壓升高座、封母筒溫度較高，溫度最高點集中在低壓升高座和封母筒下部位置。A相和C相溫度最高點集中在低壓升高座位置。加上前兩次處理經驗總結，基本確定主變低壓升高座及封母筒過熱的根本原因應是低壓升高座整體過熱，即低壓升高座是主要發熱源。低壓升高座過熱產生的熱量，造成上部的封母筒及筒內溫度過高，導致封母筒內引出線導體溫度升高，引起溫度在線監測裝置高溫報警等。

低壓升高座過熱主要應是由渦流引起的，也可能是有電流通過引起的。但是經過前兩次的處理及效果分析，基本否決了低壓升高座電流引起過熱這一原因的影響。因此重點放在如何解決或減少低壓升高座產生的渦流。造成低壓升高座渦流因素有多種，主要有以下幾方面：

變壓器制造質量（如低壓升高座材質不合格或沒有做好隔磁處理，變壓器磁屏蔽有瑕疵造成漏磁量超標等）

主變低壓套管大電流導體附件產生的強磁場在低壓升高座引起的渦流。

主變本體低壓側出線處的分相封閉母線短路板距離主變低壓升高座過近，其產生的強磁場在低壓升高座引起的渦流。

二、處理過程

根據以上分析結果，與變壓器廠家和封閉母線廠家技術人員進行了積極溝通，并共同商討制定處理方案。要解決或減少低壓升高座渦流，在現場較為可行的處理方法有兩個，一是抬高主變本體低壓側出線處的分相封閉母線短路板，以擴大其與主變低壓升高座間的距離；二是對低壓升高座進行開槽隔磁處理。而抬高短路版的工程量及風險太大，因此最后定下來的處理方案是對低壓升高座進行開槽隔磁處理。考慮開槽工程量及開槽后低壓升高座支撐強度以及取到最好的效果等等，確定的開槽處理方案及圖示（見圖2）如下：

1.以落水管為中心線位置向左右圓弧方向開槽（均勻分布在中心線兩側）。

2.槽間隔為60-65mm之間，低壓側一邊的開槽數量為21個，高壓側一邊的開槽數量為6個（見圖2中間圖形）。

3.槽寬1-3mm，槽長度約120mm左右（割穿低壓升高座法蘭寬度），槽深H盡可能深（見圖2右邊圖形）。

4.所開槽均用專用膠水進行填充封堵。

2014年10-12月，結合#5機組大修，按照開槽處理方案對#5主變低壓升高座進行開槽隔磁處理。過程如下：

1.在主變低壓側搭建腳手架（踏板距IPB筒與低壓升高座法蘭結合面約750mm左右）；

2.拆除封母筒即IPB筒；

3.用軟包裝對低壓套管瓷瓶做好保護，并對低壓升高座筒內做好鋪墊；

4.用不銹鋼切割機采用不銹鋼切割片按照處理方案的圖示尺寸和要求進行開槽；

5.用專用膠水對所有開槽進行填充封堵，并固化4小時；

6.清理清潔低壓升高座筒內筒外及法蘭結合面。

另外，考慮到今后主變長期運行，可能發生的低壓封母筒上下套筒之間因間隙較小或之間的橡膠絕緣墊損壞而發生觸碰形成電流通路這一嚴重結果。為徹底杜絕這一可能發生的隱患，也借這次#5機組大修機會，對#5主變低壓封母筒的上節封母筒及與其連接的分相封閉母線外殼進行了改造處理。處理方案是將原金屬鋁材的上節封母筒更換為絕緣橡膠筒，與其連接的分相封閉母線外殼螺栓連接該為抱箍連接。

三、成果及結論

2015年初#5主變投運，經一年多的定期觀察記錄，主變低壓升高座及封母筒運行溫度穩定。2016年夏季高溫高負荷期間，低壓升高座最高溫度較開槽處理前下降20℃左右。在線監測溫度即低壓套管引出線導體溫度以及封母筒外殼溫度均沒超過允許值。見表2：

達到了封閉母線運行規范要求。說明主變低壓升高座開槽處理，從根本上解決#5主變自投運以來低壓升高座及封母筒過熱問題，有力的保證了主設備的安全運行。