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1、有载分接开关烧损事故的分析及预防王国伟!王常平!邓丽!陆军!特变电工新疆变压器厂, 新疆 昌吉!“#$“!概述为向电网提供稳定的电压、 控制电流或调节负载电流,需要对变压器进行电压调整。变压器一般采用分接开关进行电压调整。 随着变压器容量的不断增大、 电网电压等级的提高和有载调压开关的容量变大,在运行过程中的问题也不断增多。“事故情况2004年2月8日某炼钢厂值班人员在将钢包炉变压器HBSSPZ-9000/35的有载分接开关调至第1挡时,听到隔壁变压器室有爆炸声。 值班人员随即按下了跳闸按钮(实际保护已动作)。 随后检查发现过流继电器三相速断保护动作, 真空断路器速断动作,微机显示屏上显示操作
2、次数为2 043次。 事故发生后,出现以下现象:(1)复合型有载分接开关的开关盖崩开,开关盖上部分M8紧固螺栓拉脱,开关油室筒底崩开,绝缘筒上C相定触头第7、8挡之间有一拳头大小放电弧光烧蚀黑斑。 但在第7、8挡之间没有发现放电通道。 开关机械动作正常,无卡滞现象,开关过渡电阻完好,切换动作正常。(2)开关C相动触头支架上的中性点与夹持件之间的等电位联接片烧毁,在C相第1挡铝支架表面上有放电喷溅的金属颗粒及放电产生的黑晕,C相第8挡定触头弧形屏蔽罩与铝支架放电击穿,同相第7挡也有放电痕迹。(3)开关的各相动、定触头完好,无过流烧蚀现象。 开关简图如图1所示。#原因分析在事故发生几天前, 钢包炉
3、变压器由于产生操作过电压,35kV侧进线电缆B相放电,并在油箱箱壁上有两处放电痕迹。 因为B相先出现短路故障,所以A、C相会产生过电压。由于C相距离铝支架最近,且为了防止出现悬浮,开关厂家通过C相定触头滑环连为一个整体,见图1。 从图1中可知,此时开关的第1挡与第7、8挡的电位差最大。 在C相过电压的情况下,第1挡通过连接片、铝支架与第8挡形成放电回路,烧毁了连接铜片。 这时,造成铝支架成为悬浮电位, 并且在短时间内使开关油室内的变压器油劣化变质,并产生大量的游离碳。但开关还能工作。随着开关油室中变压器油进一步劣化,C相定触头中已经放电的第8触头与铝支架开始间隙放电。 由于弧光放电造成第8触头
4、与铝支架之间的绝缘表面污染,使附近的第7触头也开始放电,最终造成事故的发生。$处理措施事故发生后, 炼钢厂委托我厂对该台变压器进行抢修。 通过与开关厂家技术人员共同分析事故原因后,制订出检修方案为:对变压器有载分接开关进行重新更换,并将分接开关的铝支架改为绝缘支架,以避免悬浮电位的产生。 根据钢包炉变压器特殊的使用方式, 所装有载分接开关的产品日平均调变次数30次40次。 频繁切换,触头放电电弧使油质变坏。故对分接开关油室加装了在线滤油机,以降低油劣化过程。并对运行人员进行技术培训,做好操作记录,以便对设备运行异常情况能做出正确分析判断。同时定期做油样的耐压试验, 以确保有载开关油室中的变压器
5、油绝缘强度在开关频繁操作时也符合安全运行的要求。图1开关简图第!“卷第#期 $%QP23/?P风扇在最高效率时的全压,AB由公式(1)可知,风扇的全压对比A声级的影响较大, 故在冷却器设计时应尽可能降低冷却管的风阻,以降低所选用风扇的全压。冷却器风阻试验公式为:P7fN BC2D(2;E)式中P管外空气阻力,F2Gf摩擦系数 N空气流动方向上的管排数BC最大质量流速,k;H2I 空气密度,k;H3,按空气在管束中的平均速度来选取从公式(2)得出降低冷却器风阻的方法: BJ尽量减少冷却管的排数N。 一般冷却管的排数为3K6排。L=尽量减小摩擦系数f,合理选择翅片管的形状和排列,以更有利于空气流动
6、,减小风阻。 椭圆翅片管的应用可谓理想的解决办法。 椭圆翅片管与普通圆管相比,其截面形状更适合于空气流动,与空气的接触面积更多(多15M左右),管外散热系数更大(可提高25N左右),但它的摩擦系数小,空气阻力可降低15NO25N, 且椭圆翅片管排列整齐紧凑美观,是冷却器散热元件中的精品。 另外,冷却管整体翅片结构形式,相比圆形翅片管,空气侧散热面积也可提高25N,而风量损失少,摩擦系数小,风阻较小,也可有效降低冷却器噪声。EJ增大冷却器迎风面积,以减小空气流速。(2)在风量、风压允许下应选用低转速风扇。 从$结论解决有载分接开关烧损的方法可以从以下几方面考虑: 一是改进有载分接开关的设计结构,将分接开关的铝支架改为绝缘支架,尽量减少悬浮电位的产生。 二是在变压器中加装限流装置,以保护有载开关不受损害。 三是对分接开关油室加装在线滤油机,以延长变压器油使用时间!第!“卷第#期 $%&年#月!“#$%&“()“()*!“ +,-,./0(*# $%&