整流變異常故障現(xiàn)象的分析及對策

1引言

石墨生產是把石墨焙燒制品置于石墨化爐內，通過大電流低壓電加熱產生熱能，經爐內物理化學反應機理，使六角碳原子平面網格從三維空間的無序重疊轉變?yōu)槿S空間有序重疊，石墨制品有嚴格的焙燒工藝過程，單位時間內，電壓、電流、溫度相互配合，特別是高純度石墨化生產工藝，每焙燒生產一爐石墨制品(180h)，由最低電壓逐步升高到最高電壓，同時每升高一級電壓，需要結合焙燒工藝及檢測爐內溫升理化情況，需停電散熱再送電工藝過程。為此說明，石墨化整流變屬于在惡劣工況下運行的電氣設備，本文根據(jù)一套石墨化生產線，整流變壓器型號：ZHSFPZ-8000kVA/35kV，在正常生產停送電過程中發(fā)生兩次輕瓦斯氣體報警信號，并從氣相色譜報告及電氣試驗綜合分析，判斷整流變壓器內部故障，經現(xiàn)場吊芯檢查，找出故障點及排除故障措施，經近兩個月的運行安全穩(wěn)定，節(jié)約了吊裝運輸、返廠維修、停工停產等諸多費用。

2整流變壓器故障現(xiàn)象

一套8000kVA/35石墨化生產線，2005年投入運行，在近段生產中，一個生產周期(一爐產品)先后發(fā)生兩次輕瓦斯氣體報警信號，第一次輕瓦斯信號是在爐子正常停爐散熱后，當時運行電壓100V時(21檔)，送電時一次電流突然增大，并出現(xiàn)輕瓦斯氣體報警信號，后停電排輕瓦斯氣體試送電正常，未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象;第二次輕瓦斯信號同時在爐子正常停爐散熱時，當時運行電壓120V時(27檔，最高電壓級)，送電時一次電流突增，并出現(xiàn)整流變異常聲音及產生輕瓦斯氣體報警信號，經排瓦斯氣體聞有臭味，明火點燃易燃，后試送電運行正常。對兩次輕瓦斯氣體報警信號高度重視，一方面加強整流變壓器重點監(jiān)視運行措施，防止事故擴大，確保該產品焙燒結束，把損失降到最低限度;另一方面取油樣進行色譜分析，盡快查找整流變壓器故障隱患，現(xiàn)從三方面綜合分析。

3 整流變壓器故障原因分析

3.1 取油樣氣相色譜分析;

氣相色譜分析----是氣體先溶于油中，超過油的溶解限度時會形成游離氣體，這些氣體的組成與故障類型及嚴重程度有著密切的關系，所以，氣相色譜分析能盡早的發(fā)現(xiàn)變壓器內部是否存在故障，并可隨時監(jiān)視故障部位及發(fā)展狀況。氣相色譜分析數(shù)據(jù)報表，如表Ⅰ

表Ⅰ 氣相色譜分析數(shù)據(jù)報告

分析意見：氫氣乙(H­­2)乙炔(C­­2H2)已超過注意值，根據(jù)三比法編碼規(guī)則，編碼組合：0—0—0，參考故障類型：150-300℃范圍有過熱性故障，如：線圈外包絕緣脆化，繞組油路堵塞，鐵芯局部短路等故障，建議跟蹤分析，監(jiān)視運行。

3.2 電氣試驗檢測

該爐產品焙燒結束后，停電做電氣試驗檢測，整流變壓器共進行四項電氣試驗工作，試驗結果如下：

(a). 絕緣電阻測量，低壓400MΩ，高壓絕緣電阻均在1000MΩ以上，低壓絕緣電阻較低的原因分析，低壓二次端子用銅排出線，外加裝3240酚醛板，酚醛板外部表面及縫隙粘有石墨粉塵。

(b).直流電阻測量，最大相間不平衡系數(shù)在高壓側，為1.55%，此值和整流變出廠試驗報告對比，接近常值。

(b).單相空載試驗，空載電流比出廠值約5%，應在合格范圍內。

(d).鐵芯接地點對地搖測，斷開外部接地線， 2500V搖表測試為180MΩ，初步分析判斷鐵芯有多點接地隱患。

3.3 現(xiàn)場吊芯檢查。

為了盡快消除整流變壓器故障隱患，防止事故擴大，根據(jù)整流變壓器故障現(xiàn)象。色譜分析報告及電氣試驗綜合分析，并和整流變壓器廠家技術人員共同商討，初步判斷故障點在鐵芯局部，決定采取現(xiàn)場吊芯檢查措施。吊開上節(jié)油箱，檢查發(fā)現(xiàn)上鐵軛U型拉緊螺絲帽松動，(如圖所示：故障接地點位置a、b)，中間絕緣紙板脫落，造成U型拉帶拉緊螺絲桿與鐵芯似接非接現(xiàn)象，鐵芯表面有明顯粘有燒熔金屬物，燒傷面積30×20mm²，U型拉緊螺桿燒損10%.

3.4 故障原因分析

(a) 該特種石墨制品焙燒工藝需求比較嚴格，一個生產周期180小時，并結合焙燒工藝及檢測爐內溫升理化情況，需停電散熱再送電工藝過程15余次，停送電較為頻繁，U型拉帶螺帽松動，造成螺桿與鐵芯之間絕緣紙板脫落。

(b) 在送電過程中，由于整流變壓器受電磁機械力的作用，使U型拉帶螺絲與鐵芯局部連接，造成鐵芯多點接地故障，在鐵芯中產生渦流發(fā)熱。

4解決故障措施

4.1用銼刀把鐵芯表面粘連燒傷的金屬物進行處理，用托盤對處理掉的金屬物進行管理回收。防止金屬物落入油內及鐵芯線圈內部。

4.2松開上鐵軛加緊螺絲，使鐵芯疊片同時松開。用遠紅外發(fā)熱板烘烤鐵芯受損部位約100℃，待鐵芯局部油污烘干后，涂抹絕緣漆，再烘干處理，確保局部鐵芯片絕緣良好。

4.3 更換U型拉緊螺絲桿及絕緣紙板，同時調整U型拉緊螺桿角度、距離保持在5mm。

4.4 防止同類故障再次發(fā)生，對其它U型螺桿緊固，絕緣處理及角度、距離調整。

5結束語

該整流變壓器故障，經過幾個方面的綜合分析，查出問題存在的原因，采取現(xiàn)場排除故障措施，消除了故障隱患，經近2個月的運行安全穩(wěn)定，該故障的解決避免了吊裝運輸、返廠維修、停工停產等諸多經濟損失。