一起110kV變壓器大盤螺栓發熱處理的案例分析

林仁杰

摘要：本文分析了變壓器大盤螺栓發熱的具體情況，通過采取螺栓緊固、螺栓更換、增加引流軟銅帶等措施，對某110kV變電站主變壓器鐘罩與底盤連接螺栓異常發熱進行處理，結果表明在鐘罩與底盤之間加裝引流軟銅帶的方法可有效解決螺栓異常發熱的問題。

關鍵詞：變壓器;漏磁通;連接螺栓;軟銅帶

0 引言

變壓器是電力系統必不可少的設備，變壓器一側繞組與三相正弦交流電源接通后，鐵芯就會產生磁通，在運行過程中除了在鐵芯中通過主磁通外，還會在鐘罩、底盤、夾件、拉板等金屬結構件上流過漏磁通，漏磁通通過這些結構件時就會產生損耗，當負荷增大，漏磁通同比增大，就會造成局部過熱。大盤螺栓發熱即為漏磁通造成結構件發熱故障中的一種，若大盤螺栓溫度持續升高，將會使大盤密封圈加速老化，導致變壓器出現漏油等問題，嚴重威脅到變壓器的安全穩定運行。

110kV某變電站1號主變型號SFZ7-50000/110，接線組別為YN，d11，電壓比為110±8×1.25%/10.5，冷卻方式為自然風冷卻，1994年01月21日生產，無磁屏蔽結構，1995年07月01日投入使用。2019年6月24，日，在對變壓器紅外精確測溫過程中，發現1號主變本體高低壓側大盤螺栓出現不同程度的異常發熱。

1 螺栓發熱分析

1.1異常發熱情況概述

2019年6月24日，紅外精確測溫檢測發現某變電站1號主變大盤螺栓異常發熱。當日室外環境溫度為32℃，變壓器負荷37.12MW，110kV側電流為192.03A，10kV側電流為2093.76A，變壓器本體油溫為70℃。變壓器大盤的高低壓側各個螺栓均出現不同程度的異常發熱，其中低壓側發熱最嚴重的為122.6℃，位于A、B相套管下方，如圖1所示;高壓側發熱最嚴重的為124.3℃，位于A、B相套管下方，如圖2所示。

1.2 螺栓發熱情況跟蹤

為便于分析變壓器大盤螺栓異常發熱原因，在主變負載率相對較高的7-8月對各螺栓進行跟蹤測溫。

2 螺栓發熱處理

2.1對螺栓進行緊固

將變壓器大盤全部螺栓進行緊固，結合紅外測溫進行檢測，發現原本發熱溫度為82℃的螺栓進行緊固后，在經過20分鐘后，溫度反而上升至102℃。而且螺栓緊固力矩較大的溫升比螺栓緊固力矩較小的溫升多。通過這種方法的改進措施不能夠降低溫度，反而使溫度增加說明螺栓異常發熱不是因為螺栓松動造成的。

2.2螺栓更換

為防止變壓器本體由于出廠時的設計缺陷的導致漏磁通在大盤螺栓上產生渦流，造成大量螺栓異常發熱，采用導磁率相對更低的不銹鋼螺栓對全部大盤螺栓進行更換。更換前后拍攝的紅外成像圖見圖，待變壓器運行24小時后，在同樣的位置拍，螺栓的平均溫度下降了，但是異常發熱的最高點螺栓跑位了，往右邊跑了5個螺栓孔位置，通過這種方法的實施，最終異常發熱的最高點螺栓跑位了，說明螺栓發熱并不是因為在螺栓上產生渦流而使螺栓發熱的。

2.3安裝軟銅帶

為徹底解決因螺栓緊固或螺栓更換帶來的溫度上升或異常發熱的最高點螺栓跑位問題，采取在發熱區域加裝載流量600A以上的軟銅帶措施，相當于在主變壓器鐘罩與底盤之間并聯一個電阻值遠小于螺栓阻抗的軟銅帶，從而將流過螺栓的電流全部從軟銅帶上引至底盤上。最終在該變電站#1主變上共加裝8條軟銅帶，總引流2100A以上，如下表2所示。待變壓器運行24小時后，用紅外測溫復測，螺栓異常發熱溫度均在55℃以下，變壓器鐘罩外殼43℃，滿足運行條件。

3 結論

通過對變壓器大盤螺栓異常發熱現象的長期跟蹤數據，結合實際檢修消缺試驗和變壓器漏磁理論分析，得出并驗證變壓器大盤螺栓異常發熱的特點：

1）大盤螺栓異常發熱程度與負荷成正比，負荷越大，變壓器漏磁越嚴重，從螺栓上流過的電流越大，發熱越嚴重，反之亦然。

2）螺栓發熱主要集中在高低壓兩側中間附近，螺栓電阻率越小，發熱越嚴重。

3）當把某一螺栓搭接的兩個接觸面打磨清洗，則該螺栓搭接電阻率更低，流過電流更大，發熱更嚴重。

通過在嚴重發熱區加裝8條軟銅帶后，該區域的螺栓的最高溫度由124.3℃下降至50.3℃，大盤螺栓的異常發熱現象消失，滿足安全運行條件。變壓器大盤螺栓發熱故障原因多種多樣，因此應根據具體問題具體分析，采取針對性措施，才能安全、有效、快讀地解決問題。希望本方案能夠給與其他單位借鑒。

參考文獻

[1] 董其國. 電力變壓器故障分析與診斷[M]. 北京： 中國電力出版社，2001.

[2] 唐新文，劉定友，沙 林，等. SLZ8-315/10.5型干式變鐵心夾件連接螺桿發熱分析及處理[J]. 高壓電器，2008，44（2）： 185?192.