對電子束爐變壓器的故障檢查研究

1、對電子束爐變壓器的故障檢查研究    摘 要：介紹了電子束爐變壓器的故障檢查過程，并結(jié)合測量的數(shù)據(jù)進行故障分析，最后通過吊芯檢查確定故障為繞組匝間短路、絕緣老化。更換兩組線圈后，變壓器恢復(fù)正常工作。 關(guān)鍵詞：電子束；變壓器；氣相色譜分析；瓦斯保護 引言 EBCHR2/50/500電子束爐是西北有色金屬研究院從德國ALD 公司進口的大型設(shè)備，適用于熔煉和重熔鎢、鉬、鉭、鈮、鋯、鉿等難熔金屬及其合金，它具有兩個完全獨立的電子槍，兩只槍均由一個高壓變壓器供電。該變壓器是電子束爐的核心組成部分，為浸油自冷式高壓整

2、流變壓器，額定功率為500KW，它將500V三相交流電升高到36KV三相交流電，再整流成40KV直流電輸送給電子槍，電子槍在40KV加速電壓下發(fā)射高密度快速電子束來熔煉金屬。 1 故障現(xiàn)象 電子束爐按正常程序操作熔煉鉭金屬時，40KV高壓電源突然斷電，操作面板上出現(xiàn)報警顯示：“Hv Transformer BUCHHOLZ”（高壓變壓器瓦斯繼電保護動作）。打開變壓器的放氣閥放氣，報警消失，此時變壓器能產(chǎn)生40kv直流電壓，但高壓既不能保持又不能帶負載，2到3分鐘后，同樣的報警信號再次出現(xiàn)，變壓器主回路電源斷開，停止工作。 2故障檢查&

3、#160;2.1 變壓器的外部檢查 （1）檢查油枕內(nèi)和充油套管內(nèi)油面的高度，發(fā)現(xiàn)油位正常，封閉處無滲漏油現(xiàn)象； （2）檢查變壓器的響聲，發(fā)現(xiàn)噪音稍大，但未有異常聲音出現(xiàn)； （3）檢查變壓器的絕緣套管及瓷瓶，未發(fā)現(xiàn)有破損裂紋及放電燒傷痕跡； （4）檢查一、二次母線，接頭接觸良好，不過熱，外殼接地良好； （5）檢查呼吸器，氣路暢通，硅膠的顏色為淡紅色，吸潮未達到飽和。 2.2 變壓器負荷檢查           

4、;                              （1）用鉗形電流表測量變壓器空載時一次繞組的三相空載電流，A相：A=160.8A；B相:B=55.8A；C相:C=5.7A。 （2）故障發(fā)生時，用紅外線測溫儀測量變壓器外殼不同區(qū)域的溫度，溫度為55左右，一分鐘溫升超過5。

5、60;2.3 氣相色譜分析檢查     采集變壓器本體油、瓦斯油、瓦斯氣進行氣相色譜分析檢查，結(jié)果見表1。   本體油 瓦斯油 瓦斯氣  氫 1109 1710 373350  氧 21165 21190 21345  一氧化碳 210 165 28235  二氧化碳 530 1145 8

6、570  甲烷 309.5 3284.5 12659  乙烷 38.5 947.5 6592  乙烯 535.5 11309.5 14516  乙炔 380.3 39860.0 20725.0  總烴 1264.0 19528.0 54492.0  表1  油樣氣相色譜分析表 3 故障現(xiàn)象

7、及分析    變壓器的故障一般分為電路故障和磁路故障。常見的電路故障有線圈絕緣老化、受潮，材料質(zhì)量及制造工藝不良，二次系統(tǒng)短路引起的故障等。磁路故障常見的有硅鋼片短路、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣損壞以及鐵芯接地不良引起的放電等。 3.1 三相電流不平衡 當變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率的額定電壓時，一次繞組中的電流稱空載電流I0。通常I0與額定電流IN的關(guān)系可表示為： i0（I0 /IN）*10013 3.2 變壓器油溫不斷升高 油溫不斷升高可能由以下幾個方面引起：&#

8、160;（1）渦流使鐵芯長期過熱而引起硅鋼片間的絕緣破壞，鐵損增大，油溫升高； （2）穿芯螺絲絕緣破壞后，與硅鋼片短接，有很大的電流通過，使螺絲發(fā)熱，油溫升高； （3）繞組局部發(fā)生匝間和層間短路，二次線路上有大電阻短路等，也會使油溫升高。 3.3 瓦斯繼電保護動作    瓦斯保護是變壓器的主要保護，它能監(jiān)視變壓器內(nèi)部發(fā)生的大部分故障。繼電保護動作的原因有以下幾個方面： （1）濾油、加油和冷卻系統(tǒng)不嚴密，致使空氣進入變壓器； （2）變壓器內(nèi)部故障、短路，產(chǎn)生少量的氣體； （3）保護裝置二

9、次回路故障。  外部檢查未發(fā)現(xiàn)變壓器有異?，F(xiàn)象，應(yīng)查明瓦斯繼電器中氣體的性質(zhì)。從表1瓦斯氣體中氫、一氧化碳、甲烷等可燃氣體含量劇增，說明變壓器內(nèi)部有故障。氣體顏色為灰色和黑色，有焦油味，則說明油因過熱分解或油內(nèi)層發(fā)生過閃絡(luò)故障。  上述分析對變壓器內(nèi)的潛伏性故障還不能作出正確的判斷，還需要結(jié)合氣相色譜法判斷： 從表1中可以看出氫、烴類含量急劇增加，而一氧化碳，二氧化碳含量增加也不大，這就表明了變壓器裸金屬方面及固體絕緣物（木質(zhì)、紙、紙板）的過熱性故障不存在；甲烷，乙烷，乙烯氣體有所增加，而乙炔含量很高，這表明變壓器內(nèi)出現(xiàn)過電弧放電，使油分解而產(chǎn)

10、生乙烷、乙烯和乙炔，可能為繞組匝間和層間短路放電性故障導(dǎo)致。為更加明確故障點，需要對變壓器進行吊芯檢查。 4吊芯檢查與維修 拆開變壓器，用20噸吊車吊出變壓器芯部作如下檢查： （1）用萬用表依次測量一、二次繞組每個線圈對地的絕緣情況，發(fā)現(xiàn)一次繞組U、V相線圈與地及鐵芯接通，其他線圈絕緣良好。 （2）用萬用表測量硅鋼片間、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣良好，鐵芯接地良好。 （3）檢查保護裝置二次回路，將保護開關(guān)、保護線路及整流阻容作檢查，全部良好。 通過檢查與分析，斷定變壓器故障為一次繞組U、V相線圈絕緣層損懷，匝間短路放電、油過熱分解使瓦斯繼電保護動作，斷開變壓器主回路電源。聯(lián)系變壓器生產(chǎn)廠家德國MUNK公司，定購兩組線圈，各種費用總計25萬元人民幣。更換兩組線圈后，由國內(nèi)變壓器生產(chǎn)廠家對油進行過濾、干燥處理，對變壓器芯部作24小時的烘干處理。安裝調(diào)試后，變壓器恢復(fù)正常工作。