(郑州铁路局新乡供电段 新乡 453000)
摘要:针对新乡供电段近几年内干式所用变故障频发的问题,根据其中相似问题,探究故障原因。本文从实际应用的角度,详细介绍了一起27.5kV干式所用变故障过程、原因分析,提出了相应的处理与预防措施。实践证明,有效地避免了同类事故的发生,保证了系统的安全稳定运行。
关键词:干式所用变;故障;高压C相绕组;绝缘
干式变压器,体积小、重量轻、没有油、维修方便,这些均为油浸式变压器无法比拟的优点。因而越来越受到运行维修单位的欢迎,使用范围也越来越广泛。目前在铁路各牵引变电所亭也大量运用干式变压器,但干式变压器的短路、爆炸事故危害相当大,严重威胁到铁路供电以及人身、设备的安全。本文从实际应用的角度,详细介绍了一起27.5kV干式所用变故障分析过程,及时采取相应的处理措施,保证了系统的安全稳定运行。
1 干式所用变故障案例
新乡供电段近年来发生的27.5kV干式所用变故障案例统计情况(如表1.1):
从表1.1可以看出三起干式所用变故障全部为高压C相绕组烧损,存在一定的普遍性,下面以其中的一起故障为例进行详细分析。
2.1 故障概况
2011年3月11日19时47分,太焦线晋城变电所4#干式所用变C相绕组对变压器外壳接地放电,C相绕组烧损,晋城变电所202A、202B断路器过流跳闸,全所停电。于19时58分恢复正常供电,中断太焦线孔庄(含)-北板桥站(不含)上下行供电11分钟。
2.2 故障原因分析
(1)接线方式,致使高压C相过流较大。该变压器型号为SC9-100/27.5,银川卧龙变压器有限公司生产,接线方式为Dyn11,如图1。由于电气化牵引变电所主变低压侧母线为A、B两相,所用变接在二次母线上,所以只能选择高压C相接地。此种接线方式相当于变压器发生一相(C相)短路接地。具体接线、相量及数量关系如下:
即:流过C相的短路电流为流出A相与B相电流之和。因而,在所用变负荷较大时,会使流过C相电流增大,绕组发热。长时间过负荷运行,将导致变压器绝缘老化,进而绝缘击穿,绕组烧损。
(2)器身工艺,未达标准。干式变压器内部的电磁线、绝缘件要圆整化,不能有任何尖角和毛刺。因为在高电场强度下,电荷容量集中到尖角的地方,从而引起放电。环氧树脂浇注绝缘干式变压器在真空浇注时,如工艺控制不好会造成内部有气泡而产生局部放电。在设计时层间或匝的场强过高也会造成局放增大。
(3)通风不良。干式变压器在运行时,铁心中的空载损耗和绕组中的负载损耗都转换成热量而使铁心和绕组的温度升高。为把铁心和绕组的热量及时地散发掉,需要变压器本身安装通风装置或利用牵引变电所高压室内空气对流进行散热。但目前铁路牵引变电所内的干式变压器多数没有安装通风装置,只是依靠高压室的通风装置,形成空气对流,进行散热。再者,牵引变电所高压室大多采用通风电机,规定除雨雪雾天气外,每日13:00—14:00开启通风装置,开启时间有限,负荷较大时,干式变压器不能有效地进行散热,致使干式变压器故障频发。
3 干式所用变故障预防及处理
所用变是电气化铁路运行中重要的电气设备,由于体积小、电压高等,比较容易发生故障。当其发生故障时,往往会造成大面积停电,甚至全所停电,所用变一旦爆炸,其后果通常是灾难性的。因此,为了确保所用变安全稳定运行,在生产过程中需采取以下措施来防止故障发生。
(1)做好牵引变电所亭所用变选型工作。我段管内近几年发生了多起干式所用变故障,对集中出现故障的变电所亭进行所用变更换改造工作,将干式所用变全部更换为绝缘、机械强度等方面都优于干式的油浸式所用变,截至目前运行正常。
(2)避免所用变长时间闲置备用。牵引变电所所内用电以10kV电力变压器为主,但运行时10kV、27.5kV所用变应交替运行,避免长时间闲置,造成变压器绝缘下降。
(3)加强干式变压器运行维护工作。制定常态的运行管理制度和日常检查、保养、维护措施。运行维护人员应认真巡视设备,做到细闻、细听、细看,使用红外热成像仪测量干式自用变本体铁芯、线圈、接线端子等处温度,并进行比对。注重高压室通风的时间及频次,保持变压器器身与绝缘外表的清洁,保证电气连接部件的紧固可靠,停电检修试验时,要确保检修试验质量,确保及时发现各类潜伏性故障。
4 结束语
由于干式变压器具有无油化、方便安装、防潮性能强、综合运行成本低等特点,目前得到迅速发展和广泛应用。因此,认识电气化铁路干式所用变的故障成因和影响,加强干式变压器的运行、维护、管理制度工作,针对常见的故障制定相应的对策及技术措施,防止干式变故障发生,对电气化铁路安全运行至关重要。
参考文献:
[1] 罗文骥.27.5kV电气化铁道干式变压器的研究设计与应用[J]. 电气铁道化,2001(3)
[2] 陈华山.干式变压器的通风计算[J].变压器,2000(12)
[3] 罗文骥,钱植之.27.5kV电气化铁道所用干式变压器的研究[J].西铁科技,2000(2)
[4] 鞠非.干式变压器绝缘故障分析与处理[R].全国电力系统配电技术协作网年会,2009
[5] 辜承林,陈乔夫,熊永前.电机学[M]. 武汉:华中科技大学出版社,2010.
[6] 何仰赞,温增银.电力系统分析[M]. 武汉:华中科技大学出版社,2002.
论文作者:张艳艳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签:故障论文; 变电所论文; 绕组论文; 干式论文; 干式变压器论文; 变压器论文; 高压论文; 《电力设备》2017年第22期论文;