变压器钟罩与底座连接片发热原因分析.pdf

产品与解决方案
变压器钟罩与底座连接片发热原因分析
肖鸿威王亚芳2吴志勇2
(1.宁夏电科院设备评价中心,宁夏银川750002:2.宁夏电力公司吴忠供电局,宁夏吴忠751100
摘要在对运行中的变压器进行巡视时发现部分变压器的四周即钟罩与底座的连接片通过红
外检测设备发现有异常发热现象,并结合钳形电流表对流过连接片的电流进行检测,综合分析该
发热现象属不利于变压器运行的异常现象,遂对其展开分析
关键词:螺栓发热;变压器漏磁;防护措施
大型变压器是电网传输电能的枢纽,是电网运行
的主设备,其安全可靠性是保障电力系统可靠运行的
必各条件,随着电力系统规模和变压器容量的不断增
大,其故障对国民经济造成损失也愈来愈大。变压器
的故障类型很多,其中过热故障是常见的多发性故
障,对变压器的安全运行带来严重威胁。导致变压器
发热的原因很多,变压器的漏磁通在封闭铁磁元件中
图1变压器钟罩外跨接短路环连接方式
产生的涡流损耗在变压器的运行中时常存在。由于漏
CFLIR
磁密度高,所以产生的杂散损耗很大,有时可达数百
千瓦,导致局部过热现象。本文主要通过试验中发
现的儿起变压器钟罩与底座连接铜排电流过大原因
进行分析,通过红外在线检测手段找到发热点,并针
对故障点制定有效对策,消除发热故障。
FOV 24
Tref-20Tatm=环境度20Ds=距离2.0
1案例
201203-2312:32:48-10-+55e=0.96c
图2北側上节外壳接地铜排红外图
2012年3月,在对110kV及以上电压等级的变
CFLIR
电站进行红外巡视时,发现某110kV变电站2#主变
和某220kV变电站2#主变的外壳接地装置均有不同
程度的发热,且测得主变外壳接地铜排上的电流高达
几百安培。遂试验人员对接地装置进行检査测试,分
析外壳接地电流过大和接地装置发热的原因
1.1案例
Refle?20Tatm=环壇温度20Dst=距离2,0
3月23日,试验人员对某110kV变电站2#主
201203-2312:32:3810-+55e=0.96°C
变的外壳接地装置进行例行检查时测得外壳接地电
图3北侧下节外壳接地铜排红外图
流分别为:北侧251A,南侧244A。具体接线方式
为了进一步确定是否是变压器绕组电流和引线
(见图1),红外测试(见图2、图3)如下所示。电流在结构件中产生的漏磁造成涡流发热,将变压
从红外图中可以看出,变压器钟罩外跨短接铜器北侧的上节外壳与接地铜排断开,测得下节接地
排的发热部位在铜排与变压器钟罩的焊接处和铜排电流为10A,上节用二次线接地后,测得电流为
接头处之间的地方,测得上节最高温度达18.7℃,65mA,此时测得变压器南侧的上节接地电流为94A
接地电流为251A;下节最高温度为16.3℃,接地电(未断开前为244A),下节接地电流为2A。测试接
流为18A,钟罩温度为16℃,当时环境温度为14℃。线如图4所示
94电气技朮2012年第1期
产品与解决方案
打开螺栓后测
向分量和径向分量。轴向分量分布较简单,沿绕组
高度变化较小,径向分量沿绕组高度分布复杂,由
他引起渴流损耗分布很不均匀,且随变压器的容量
变化而变化,不仅随绕组的轴向高度变化,也随绕
组的径向尺寸变化,尤其在端部变化大。
短接铜排不是焊接根部和上下节连接螺栓处,
图4接头打开后检查接线图
虽然接地电流较大,但是发热部位的相对温差很小,
1.2案例2
因此不影响变压器绝缘油和密封垫的性能,无需处
3月23日试验人员对某220kV变电站2#主变理,继续加强跟踪监测。
的变压器钟罩外跨短接铜排例行检查时,测得接地22分析案例2
电流分别为:西南侧468A,西北侧50A,西侧15A
案例2中发热部位在钟罩上下短接铜排的螺栓
其中西南侧接地电流最大为486A,用红外测温仪监上,并且相对温差较大,长期热效应将加速钟罩密
测温度时,连接螺栓最高温度达52.7℃。其他连接封垫的老化,并且会影响到变压器油的性能。
螺栓温度正常,相邻螺栓温度为20℃,当时环境温
1)疑似螺栓安装不紧、变压器漏磁在螺栓上产
度为17℃。跟踪监测变压器油温、色谱数据正常。生涡流导致过热,是因为螺栓与法兰污垢接触不良
具体接线方式如图5所示,红外测试如图6所示。而引起的。但松脱过热螺栓的螺帽后,测得该螺栓
温度下降,排除疑似。
发热螺栓
2)紧固螺栓后,螺栓外接短路电流仍过大并有发
热现象,由于变压器绕组电流和引线电流在结构件中产
生的漏磁造成涡流发热所致。分析认为运行中的变压器
漏磁在变压器钟罩表面感应出较大的电流,正常时此电
流通过变压器钟罩螺栓、变压器底座、接地铜排泄放至
大地。此时,越是紧固螺栓接地电阻越小,通过的泄放
电流就越大,发热就越严重。反之,则较轻。
3)通过上述测试分析确定钟罩上下短接铜牌的
图5钟罩外跨短接铜排示意图
螺栓发热现象,是由于变压器自身的漏磁对箱壁的
CFLIR
铜屏蔽形成涡流影响造成的,进而引起局部过热。
发热温度
3处理措施
1)根据以上分析,由于变压器仍在运行,因此
采取在发热较严重的螺栓附近增加跨接短路铜排的
FO
「refi=20Tatm=环境混度20Ds=距离2.0
数量,在短路片的材质选择上要选择导电性能较好
2012-03231313:21-10-+55=0.96
的铜,并且要有足够的载流截面,以增加螺栓的散
图6钟罩外跨短接铜排螺栓发热部位
热面并起到较好的分流效果。处理后的跨接短路铜
2原因分析
排的数量由1个增加为3个(见图7),增加后测得
接地电流为191A,电流明显减小。
2.1分析案例1
案例1中外壳短接铜排发热部在铜排与变压器
外壳的焊接处和铜排接头处之间的地方,将北侧短
接铜排打开后无回路测得北测电流最小为65mA,
对面南侧接地电流最小为2A,说明是变压器漏磁回
路造成的接地电流过大。变压器绕组中的磁通包括
主磁通和漏磁通,无论主磁通和漏磁通,可分为轴
图7增加后钟罩外跨短接铜排
2012年第11期电气技朮95