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1、干式变压器线圈故障诊断及对策鉴于厂用变压器作为水力发电系统中重要一次设备，其运行情况将直接影响整个系统的安全运行，针对铜街子水电站干式厂用变压器运行后线圈均出现整体下沉的现象，分别从厂用变压器的生产、安装、使用情况等多方面入手，逐项分析故障产生的原因并提出了解决方案。关键词:干式变压器;支撑绝缘子;线圈下沉;故障诊断;对策铜街子水电站于1985年开工，1992年投产发电。原厂用变压器为油浸自冷式，因变压器已经连续运行近20年，设备绝缘出现老化现象，加之铜街子电站机组增容改造之后厂用系统负荷增大，现有厂用变压器容量已经不能知足设备安全运行需求1，因而决定于2013年开场对厂用变压器逐步进行更换。
2、由于油浸式变压器运行维护工作量大，出现故障后有污染环境的风险，而干式变压器防火性能好，基本免维护，不污染环境，经过比照分析，决定将原油浸式变压器改为干式变压器，新干式变压器型号为SCLB122000/138，容量为2000kVA，首台干式厂用变压器于2014年5月投入运行。铜街子水电站11F、14F机组分别在2014、2015年完成增容改造，厂用变压器均由油浸式更换为干式，原型号为S7160015，容量为1600kVA，更换后型号为SCLB122000/138，容量为2000kVA，2台新厂用变压器为同一型号，均为上海富士电机变压器有限公司生产制造。2015年11F机组根据检修计划退出运行状态
3、转为检修状态，检修人员对1号厂用变压器进行检查时发现，变压器线圈上端部分支撑绝缘子松动，通过进一步核查发现，变压器线圈下端部支撑绝缘子垫块被压缩变形倾斜，线圈出现整体下沉现象，鉴于此情况，检修人员着手对14F机组4号厂用变压器进行了全面检查，发现4号厂用变压器线圈同样下沉，情况与1号厂用变压器一样。1变压器线圈下沉的原因1)环境因素。因干式变压器在带电运行经过中，铁芯片及线圈在电磁力的作用下，会出现一定程度的电磁震动，长期震动可能会使支撑绝缘子垫块压缩变形，同时由于变压器运行经过中线圈的铜损以及铁芯的铁损会产生热量发热，正常工作时线圈温度能够到达65，而变压器工作环境温度约为36，使得线圈下方
4、的支撑绝缘子垫块温度升高，长期运行后绝缘子垫块逐步软化倾斜，最后导致线圈整体下沉。2)材质及构造。由于上海富士电机变压器有限公司属于日资企业，厂家在设计变压器时会根据用户使用地点的地质构造使用不同强度的支撑绝缘子垫块，本产品根据日本(ATN)指导设计，支撑绝缘子垫块标准线圈自重的应力小于29N/cm2。绝缘子垫块(HT)直径60mm，面积2828mm2，绝缘子垫块(LT)直径45mm，面积1590mm2，高压线圈(相)重量为420kg，低压线圈(相)重量为190kg，原垫块(HT与下夹件之间)每相5块，线圈自重应力为4200/2828/5=297N/cm2。原垫块(LT与下夹件之间)每相4块，
5、线圈自重应力为1900/1590/4=299N/cm2。通过计算发现，计算值与设计标准值(29N/cm2)非常接近，绝缘子垫块裕量较小，原垫块安装如图1所示。综上所述，厂用变压器绝缘子垫块因设计裕度较小加之垫块在工作温度影响下发生软化，使得变压器线圈在自重力的作用下发生下沉。2处理方法与结果1)方法。变压器线圈下沉的原因分析清楚后，制定了变压器线圈下沉的处理方案:把变压器线圈支撑绝缘子垫块更换为强度更高的支撑绝缘子垫块，并在高压侧线圈(相)与夹件之间增加一组支撑绝缘子及垫块，在低压侧线圈(相)与夹件之间增加两组支撑绝缘子及垫块，如图2所示。根据处理方案增加垫块:高压侧线圈(相)与夹件之间增加一
6、组支撑绝缘子及垫块，低压侧线圈(相)与夹件之间增加两组支撑绝缘子及垫块。高压侧计算应力为4200/2828/6=248N/cm2，低压侧计算应力为1900/1590/6=199N/cm2。计算值知足线圈自重的应力小于设计值(29N/cm2)的要求。2)结果。通过采取更换支撑绝缘垫块材料、增加垫款数量的方式对变压器进行处理后，对变压器进行了相关试验，试验结果均无异常2。经过长时间运行观察，目前设备运行良好，线圈未出现下沉的情况。近年来，因干式变压器构造稳定、免维护等优点，其普及率越来越高，而变压器作为重要的一次设备，常规的维护检查工作能够及时发现问题，确保设备的安全运行，铜街子电站2台厂用变压器线圈下层问题的解决方案，为其他电站干式变压器的维护检查提供了思路。