主变压器连接螺栓发热原因及其处理措施分析

主变压器连接螺栓发热原因及其处理措施分析　口（潮州供电局李家然　广东・潮州５２１０００）　摘　要：分析了潮州供电局某变电站　１一　３主变压器上下钟罩连接螺栓发热的原因，提出了具体的处理措　施，并进行了实施。在实际运行中已取得了良好效果，保证了主变压器的安全隐定运行。　关键词：变压器发热　原因　处理措施　中图分类号：ＴＭ６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７．３９７３（２０１０）０１２—０１４—０２　１前言　２．２发热危害　主变压器是电网的重要设备之一，担负着电网输送电能　（１）当变压器上下钟罩连接螺杆局部出现严重过热，甚至　的任务。当主变压器上下钟罩连接螺栓出现大面积过热时，　烧红现象时，将造成密封胶垫被烧坏，在环境温度变化较大时，　将会导致变压器绝缘油加速老化和裂解，产生大量的气体，引　将引起变压器漏油，使变压器的绝缘和冷却效果降低。　起瓦斯保护动作，严重时可能造成主变压器停运而致使整台　（２）变压器上下钟罩局部过热，往往伴随着局部油温的升　机组停运，这极大地影响了主变压器及电网安全稳定运行。　高，此时变压器绝缘油会因局部过热而老化分解，析出气体，　２主变压器连接螺栓发热情况　引起瓦斯保护动作，严重时可能迫使设备退出运行。尤其是　在变压器运行中，由变电站运行到值班人员，使用了红外　主变压器，发热严重将造成整台机组的被迫停运，严重影响着　成像测温仪，测得的主变压器各发热点温度如表１所示。编　发电厂以及电力系统的安全运行。　号为各班自行排序，本次只记录了超过７５℃的各发热点，具体　（３）变压器油受热分解后，在油内产生悬浮物，同时油的　部位均己在变压器本体位置处标示。　酸度增加。分解产生的酸性物质腐蚀绕组的绝缘，产生的油　泥将积附在绕组的铁芯表面上，阻碍散热并阻塞油道，使绕组　（１）发热部位均在主变压器低压侧。主变压器的铁芯结构　绝缘强度下降，有可能使绕组绝缘被击穿，而使变压器损坏。　为三芯五柱式，这种设计决定了器身扁侧油箱壁承受的漏磁通　（４）变压器油受热分解产生大量的气体，使油箱内压力增　较大，由于部分漏磁通沿油箱壁闭合，因此，在油箱内将会引起　大，可能会使油箱局部变形。　附加的涡流损耗，使油箱局部过热，加之低压引出线在器身一　３主变压器上下钟罩连接螺栓发热原因分析　边且引线位置较低，故变压器电源进线侧较高侧油箱壁承受的　（１）首先，分析一下变压器的磁通。在励磁磁势Ｆ０作用下，　漏磁通密度大，再加上主变压器器身内部的磁屏蔽装置与下　铁芯内产生的磁通分为两部分，主要的一部分磁通以闭合铁　钟罩结合不好或设置不合理，造成其低压侧局部漏磁场过强，　芯为路径，同时与一次绕组Ｎ　和一次绕组Ｎ：相匝链，并在两　２．１发热特点　分布不均匀，所以发热螺栓多集中于低压器。　表Ｉ处理前主变压器异常点测量结果　　Ｉ｝　。１圭寰（曲一蛆　）　－号　量度（　）　ｌｌＴ　个绕组中产生磁电势Ｅ。和Ｂ，它属于工作磁通，称为主磁通中　Ｉ２主壹（油鼍４４＂ｃ）　■号　５　－３主壹（抽■６３　）　■号　ｌ１　曩度（℃）　Ｉｌ度（　）　∞　另一部分磁通仅与一次绕线相匝链，通过非磁性介质（油或空　气）形成闭合回路，称为漏磁通　。　。漏磁通将产生漏感电势　Ｅ　其瞬时值为　ｅＩ。＝一Ｎ　ｌ　中　√ｄ　ｔ＝（Ｉ）Ｎ　ｌ　１　ｃｒｍｓｉｎ（∞ｔ－９０。）＝＝＝Ｅ　１　ｃｒｍｓｉｎ（６Ｊｔ一９０。）　／＂６　蚰　６　１８　ｌＴ　１８　ｌ¨　盯　伯　２６　ｌ９　８２　３１　２Ｏ　２１　２５　２６　２＂／　３７　ｌｌ２　８５　８５　髓　ｌｏｏ　髓　式中：Ｅ…＝ｃｏＮ　有效值为　为漏感电势的幅值。　Ｅ。　＝Ｅ。　／４２＝￣ｏＮ。　ｌｌ／４２＝４．４４ｆＮＩ　－。　４３　１∞　由式（２）看出，漏感电势Ｅ　１ｃｒ的大小与磁通交变的频率、　绕组匝数及漏磁通的幅值成正比。当变压器接到固定频率电　（２）主变压器高温点多位于弹垫处。主变压器局部高温螺　网时，由于频率、匝数都为定值，因此漏感电势Ｅ　ｌ盯的大小仅　　杆由于受到本体加强筋限制，其螺帽不能与本体有效接触，通　取决于漏磁通幅值中　的大小。由于漏磁通的导磁率¨Ｏ为常数，　…＝Ｌ１ｏ－Ｉｏ，故　过用红外成像测温仪检查，发现其高温点多位于弹垫处。　（３）＃３主变压器发热点较为集中。由表ｉ的测量结果可　以看出，｝｝３主变压器的发热点最多，发热最历害。　（４）发热螺杆温度变化随机组负荷增减明显负荷高，温度　就高；反之，负荷低，温度也随之降低。　Ｅ　Ｊ　＝４．４４ｆＮｌ　Ｌｌ　１０＝Ｘ　ｌ。１０　式中，Ｌ　Ｎ。　。ｏ／（４２Ｉｏ）为一次绕组漏自感：Ｘ　。＝ｃｏＬ一　为　一次绕组漏电抗。　Ｅ．　可用漏抗压降的形式表示。而漏磁通会引起涡流损　主变压器的铁芯都是用高导磁材料硅钢片制成，铁芯存　耗以及在连接螺杆、夹件、油箱壁等处由于磁通密度分布不均　　＝Ｋ。Ｖｆ　Ｂ　ｍ　在磁饱和现象，当机组负荷增加时，使铁芯过饱和引起磁通溢　匀而产生附加铁损。其值为：附加铁损对小容量变压器的影响不大，但对大型变压器，　出，因而引起漏磁通增加，漏磁通在连接螺杆、油箱壁等处产　运作　生的涡流损耗也随之增大，螺杆温度也随之升高；反之，当机　当磁通密度超过一定数值时，各种附加损耗都显著增加，漏磁场也很强，会使铁磁材料制成的结构件发　组负荷降低时，漏磁通降低，螺杆等处的涡流损耗也随之减小，　时的电流极大，螺杆温度也随之降低。　热，而引起变压器的局部过热故障。　．盥　——斛协论坛・２０１０年第１２期（下）——　高温恶劣环境下基于ＰＩＣ单片机的直流电机控制系统　口李娟　（海军工程大学湖北・武汉４３００３３）　摘要：介绍一种采用ＴＬＥ５２０５专用直流电机控制芯片的智能ＰＩＣ单片机直流电机控制系统。使用具有实时　时钟的温度传感器ＤＳ１６２９，以对预定事件和外部突发事件采取必要反应。该系统具有智能化、小型化、网络化　等特点，在高温恶劣环境下有广泛的应用。　关键词：ＰＩＣ１８Ｆ２４２０直流电机　电机控制　中图分类号：ＴＭ３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—３９７３（２０１０）０１２・０１５－０２　Ｉ引言　电机控制系统是自动化应用中必不可少的环节，在很多领　域得到广泛应用。然而在高温恶劣环境下，当遇到突发事件的　时候，很多传统电器控制系统都无法可靠的运行，带来巨大的　安全隐患和经济损失。电机控制系统的可靠反应成为安全生　产活动的重要保障。根据以上需求，设汁了基于ＰＩＣ１８Ｆ２４２０　单片机的直流电机控制系统。　２系统组成以及工作原理　直流电机控制系统，其结构图如图１所示。控制系统主　要组成部分包括：ＰＩＣ单片机，直流电机控制模块，外部事件反　馈模块，通讯电路模块。该系统可以独立进行外部事件反应　设置，对预定事件和突发事件做出相应的电机操作反应。并　且通过通讯电路模块可以相互在系统之间或者与ＰＣ机进行　图ｌ基于ＰＩＣＩ８Ｆ２４２０的直流电机控制系统结构图　数据传输和交换。形成控制网络。　（２）主变压器挂网运行，当三相不对称负荷增大时，变压器　螺杆垫片选用胶木垫、云母垫，使漏磁通回路不经过该螺　的漏磁通会增大，加之变压器低压侧绕组为三角形连接，Ａ、Ｃ相　杆。｝｝ｌ、＃３主变压器共计ｌ３个发热点采用该方法处理后，发　头尾连接引线，位于下钟罩处，满负荷时通流在６０００Ａ以上，其　热螺栓平均温度已降至６０￣Ｃ左右，尤其是　３主变压器，温度下　漏磁通也较大，而漏磁通的路径主要是经绕组、油及油箱壁等结　降最多，效果最明显，如表２所示。　构部件，再回到每相铁芯柱形成闭合回路。漏磁通的增加必然　５结论　会引起漏抗的增加，从而造成附加损耗的增加，引起局部发热。　变压器局部过热是很普遍的现象，解决局部发热是一个　（３）过热螺栓其材质是由普通钢制成的，普通钢有很强的　技术难点，不易圆满解决。经过上述处理以后，已取得了较好　导磁性，在随负荷电流变化的漏磁场和低压引线磁场的作用　的效果，　１～　３主变压器运行两年多以来，再未发现其上下　下，由于空气的导磁率较低，从而大量的漏磁通通过导磁较好　钟罩连接螺栓有发热现象，而且，通过对比发热螺栓处理前后　的连接螺栓，使得螺栓内部的磁通密度加大，高密度交变磁通　的温度，由表２可以看到，处理后三台主变压器发热螺栓的温　在螺杆中将产生很大的涡流，造成螺栓发热；　度均有较大幅度的下降，平均温度已降至６０℃左右，尤其是　３　４处理措施　‘　主变压器，温度下降最多，效果最明显，而且经过此次处理后　（１）用导磁性较好的材料旁路发热螺栓的漏磁通密度，降　较长的一段时间里，定期用红外成像测温仪测量温度，也未发　低螺栓内部的涡流损耗。　现其温度升高，保证了主变压器的安全稳定运行，防止了事故　由于硅钢具有良好的导磁性能，是最常用的导磁材料。薄　的发生，从而为实现长周期安全稳定运行奠定了坚实的基础。　片本身就是减少涡流损失，加之硅钢片间经过了绝缘处理，更　能减少涡流损耗。因此，在发热螺栓的附近，上下节钟罩气隙　参考文献：　处填充导磁块，以降低发热螺栓内的磁感应密度，其材料可选　【ｌ】雷国富．大型变压器的结构特点和运行问题【Ｍ】．西北电力出　用硅钢片或钢块　２主变压器第６点发热螺栓采用此种方法　版社，２ｏ０１．　处理后，温度已由原来的９４～９７℃降至６８～７６℃。　【２】王正茂，阎治安．机电学［Ｍ】．西安交通大学出版社，２０００．　（２）选用低导磁材料作为连接螺栓，降低螺栓内部涡流损耗。　【３】大型变压器安装运行检修资料汇编【Ｍ】．宁夏水利水电出版　剔除发热螺栓，改用低导磁材料如黄铜、不锈钢作为连接　社，２００４．　螺杆，改变穿过螺栓的磁通，使螺栓的涡流发热减轻。　［４】张程东．变压器运行过程中应注意的问题［Ｍ】．西北电力出版　（３）选用绝缘垫片阻断漏磁通，降低螺栓内部的涡流损耗　社，１９９９．　——斟协论Ｉ云・２０１０年第１２期（下）——　．