电炉变压器故障原因分析及对策

2013-12-07麻林伟朱三军牛红亚孙晓光

中国设备工程 2013年11期

麻林伟，朱三军，李丹，牛红亚，孙晓光

（1.中国平煤神马集团汝州电化有限公司；2.中国平煤神马集团瑞平电厂，河南平顶山 4 67500）

电炉变压器是电石炉中重要电气设备之一，目前，大型电石炉自然功率因数偏低的问题已被关注。为了提高功率因数，中平能化集团汝州电化有限公司7#电石炉在星接转角接运行后,投入无功补偿电容时电炉变压器产生了重瓦斯信号报警。之后对变压器油样进行了气相色谱诊断及现场综合试验分析，查出了电炉变压器故障原因，并采取有效措施，确保了电石炉变压器安全稳定运行。

一、电石炉变压器故障现象

中平能化集团汝州电化有限公司7#30 000kV·A电石炉变压器型号：HCDSPZ-10000/110×3(3台单相电炉变压器)，27档有载调压，输出电压138～246V，每档电压级差4V。7#电石炉于2012年9月26日停炉检修，于2013年元月25日开炉送电，元月29日当烘好炉星形转三角形运行时，当时电石炉总负荷10 000kV·A，功率因数0.84。在投入无功补偿电容器组(6 000kVar,型号：BFM12√3-334-1W)的瞬间，电炉变压器进线开关跳闸。同时，3台单相炉变压器重瓦斯信号报警。事故发生后，经现场检查，发现B相变压器瓦斯气体室被充满；A、C相变压器瓦斯气体室各充一半，气体易燃。此时无功补偿真空开关出线端子弧光短路。现从三个方面进行分析。

二、故障原因分析

1.电炉变压器油样气相色谱诊断

气相色谱分析：气体先溶于油中，超过油的溶解限度时会形成游离气体，这些气体的组成成份与设备故障的类型及严重程度密切相关，所以气相色谱诊断分析能发现设备内部是否存在故障、故障部位及发展状况。因此，首先

对该电石炉3台变压器进行了油样气相色谱分析(表1)。

表1 电炉变压器油样气相色谱诊断性分析数据 μL/L

依据DL/T722-2000标准，表1中乙炔含量超过注意值，判断为变压器内部电弧放电故障。

2.电炉变压器现场试验

(1)综合试验。

经现场测定，A、B、C三相绝缘电阻为105.6GΩ/1 194，吸收比2.24，介损0.32～0.37%，电容量71 739PF，直流泄漏40kV/5μA，耐压63kV。以上试验数据与原试验报告对比，未发现异常现象。

(2)直流电阻试验。

A、C两相高、中压线圈试验数据与原试验报告数据相同；B相高压线圈开路，中压线圈试验数据与原试验报告数据有误差。说明B相高压线圈电弧放电，存在线圈烧断或烧毁现象。

(3)空载试验。

首先对A相电炉变压器试验，将其有载调压开关调至14档位置，二次额定电压193V。自电炉变输出端加入试验电压，当试验电压升至120V，电流在75A时，试验变压器电磁振动声大，试验电压由120V逐步降到50V，实验电流由75A逐步升高400A时跳闸。时间约3min，电炉变压器轻瓦斯信号报警。B、C两相电炉变压器空载试验现象与A相基本相同，说明A、B、C三相电炉变压器内部线圈都有击穿放电现象。

3.外部原因分析

该电石炉变压器采用TBB型10kV中压补偿，当总补偿容量10 800kVar,分两组，a组4 880kVar，b组6 000kVar。

(1)由于新开电炉，总容量30 000kV·A，当其负荷升至10 000kV·A时，炉内温度较低，电极电弧还不稳定，此时投入6 000kVar无功补偿量，造成操作过补偿现象。

(2)由于无功补偿设备现场环境较差，灰尘较大，无功补偿电容开关相间绝缘降低。当投无功补偿电容时，引发三相无功补偿真空开关出线端子间弧光短路，引起电炉变压器中压线圈短路，导至电炉变压器高压、中压线圈烧断及变形。