主变压器低压升高座及封母筒过热处理

王密柱

摘 要： 本文阐述了变压器低压升高座及封母筒结构、过热原因、处理方案；介绍了低压升高座开槽隔磁处理过程及取得的效果。

关键词：变压器低压升高座及封母筒过热 低压升高座开槽隔磁

中图分类号：TM406 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）04-0302-01

前言

大唐淮南洛河发电厂三期工程（#5机、#6机）为两台600MW机组，采用的主变压器（以下简称主变）型号为SFP10-720MVA/500KV。从发电机引出端到主变低压侧引出端的主回路母线采用全连式分相封闭母线连接。每相母线各装在单独的外壳内，外壳两端用短路板连接起来，一端在发电机垂直下引母线处短路连接，一端在主变本体低压侧出线处短路连接。在主变本体低压侧，主变低压升高座与分相封闭母线外壳之间用封母筒（IPB筒）连接，以保护主变低压套管及引出线导体。封母筒（IPB筒）由上下节组成，均采用金属铝材，上节封母筒上端用螺栓固定在分相封闭母线外壳上，下节封母筒下端用螺栓固定在主变低压升高座法兰上，封母筒上节套在下节上，上下节之间用橡胶垫做绝缘隔绝。上节封母筒上装有红外测温探头，以在线监测封母筒内引出线导体温度。

#5机于2007年11月投产运行，运行不久，发现#5主变低压封母筒运行温度高，并且随着负荷的增加和环境温度的升高温度逐步上升。2008年5-6月，B相在线监测装置发高温报警（报警值90℃）信号。用远红外成像仪从外部测试低压升高座及封母筒，红外热图最高温度在B相低压升高座位置，最高温度值为115.3℃，封母筒外壳温度也超过允许值70℃。见表1：

检查变压器油在线监测装置，氢气、甲烷等主要故障特征气体及产气速率无明显变化，停机检查主变低压套管引出线导体无过热现象。维持机组正常运行，加强监测。

2008年8月，利用停机检查#5主变低压套管引出线有无过热时机，对#5主变低压升高座及封母筒进行处理。当时考虑引起低压升高座及封母筒过热的原因可能是因封母筒上下节套筒之间间隙较小或造成触碰，封母筒及低压升高座有电流通过，该电流造成低压升高座局部过热或造成下节封母筒下端与主变低压升高座法兰结合处的螺栓过热（即螺栓的截面面积较小，而其通过的电流较大引起的过热）。因此采用的处理方法是用8根由多股软铜线制成的引线，沿圆周均匀分布连接在下节封母筒下端与主变低压升高座法兰结合处，以增加结合处的螺栓通流总面积。但主变运行后，低压升高座及封母筒运行温度仍然过高。

2009年12月，结合#5机组临检，再次对#5主变低压升高座及封母筒过热进行处理。处理的思路是在封母筒与分相封闭母线外壳之间做绝缘隔绝，以避免封母筒及低压升高座有电流通过。采用的处理方法是将封母筒上部与分相封闭母线外壳连接的镀锌螺栓全部换成环氧树脂螺栓，同时在封母筒上部与分相封闭母线外壳之间用橡胶垫做绝缘隔绝。但也没起到什么效果。

经过请两次处理后，#5主变低压升高座及封母筒运行温度仍然过高。参见表1：2010年8月3日记录的数据。

一、原因分析

前两次处理，是基于主变低压升高座及封母筒有电流通过引起的局部螺栓过热或低压升高座局部过热这个思路进行的处理，结果证明没起到什么效果。仔细分析远红外成像图型得出，B相低压升高座、封母筒温度较高，温度最高点集中在低压升高座和封母筒下部位置。A相和C相温度最高点集中在低压升高座位置。加上前两次处理经验总结，基本确定主变低压升高座及封母筒过热的根本原因应是低压升高座整体过热，即低压升高座是主要发热源。低压升高座过热产生的热量，造成上部的封母筒及筒内温度过高，导致封母筒内引出线导体温度升高，引起温度在线监测装置高温报警等。

低压升高座过热主要应是由涡流引起的，也可能是有电流通过引起的。但是经过前两次的处理及效果分析，基本否决了低压升高座电流引起过热这一原因的影响。因此重点放在如何解决或减少低压升高座产生的涡流。造成低压升高座涡流因素有多种，主要有以下几方面：

变压器制造质量（如低压升高座材质不合格或没有做好隔磁处理，变压器磁屏蔽有瑕疵造成漏磁量超标等）

主变低压套管大电流导体附件产生的强磁场在低压升高座引起的涡流。

主变本体低压侧出线处的分相封闭母线短路板距离主变低压升高座过近，其产生的强磁场在低压升高座引起的涡流。

二、处理过程

根据以上分析结果，与变压器厂家和封闭母线厂家技术人员进行了积极沟通，并共同商讨制定处理方案。要解决或减少低压升高座涡流，在现场较为可行的处理方法有两个，一是抬高主变本体低压侧出线处的分相封闭母线短路板，以扩大其与主变低压升高座间的距离；二是对低压升高座进行开槽隔磁处理。而抬高短路版的工程量及风险太大，因此最后定下来的处理方案是对低压升高座进行开槽隔磁处理。考虑开槽工程量及开槽后低压升高座支撑强度以及取到最好的效果等等，确定的开槽处理方案及图示（见图2）如下：

1.以落水管为中心线位置向左右圆弧方向开槽（均匀分布在中心线两侧）。

2.槽间隔为60-65mm之间，低压侧一边的开槽数量为21个，高压侧一边的开槽数量为6个（见图2中间图形）。

3.槽宽1-3mm，槽长度约120mm左右（割穿低压升高座法兰宽度），槽深H尽可能深（见图2右边图形）。

4.所开槽均用专用胶水进行填充封堵。

2014年10-12月，结合#5机组大修，按照开槽处理方案对#5主变低压升高座进行开槽隔磁处理。过程如下：

1.在主变低压侧搭建脚手架（踏板距IPB筒与低压升高座法兰结合面约750mm左右）；

2.拆除封母筒即IPB筒；

3.用软包装对低压套管瓷瓶做好保护，并对低压升高座筒内做好铺垫；

4.用不锈钢切割机采用不锈钢切割片按照处理方案的图示尺寸和要求进行开槽；

5.用专用胶水对所有开槽进行填充封堵，并固化4小时；

6.清理清洁低压升高座筒内筒外及法兰结合面。

另外，考虑到今后主变长期运行，可能发生的低压封母筒上下套筒之间因间隙较小或之间的橡胶绝缘垫损坏而发生触碰形成电流通路这一严重结果。为彻底杜绝这一可能发生的隐患，也借这次#5机组大修机会，对#5主变低压封母筒的上节封母筒及与其连接的分相封闭母线外壳进行了改造处理。处理方案是将原金属铝材的上节封母筒更换为绝缘橡胶筒，与其连接的分相封闭母线外壳螺栓连接该为抱箍连接。

三、成果及结论

2015年初#5主变投运，经一年多的定期观察记录，主变低压升高座及封母筒运行温度稳定。2016年夏季高温高负荷期间，低压升高座最高温度较开槽处理前下降20℃左右。在线监测温度即低压套管引出线导体温度以及封母筒外壳温度均没超过允许值。见表2：

达到了封闭母线运行规范要求。说明主变低压升高座开槽处理，从根本上解决#5主变自投运以来低压升高座及封母筒过热问题，有力的保证了主设备的安全运行。