大型变压器低压侧套管升高座法兰螺栓过热原因分析及处理

1.湄洲湾电厂共有两台Alstom三相双绕组变压器，额定电压为24/242（KV），容量为282/376/470(MVA)，变压器为油浸式，有三种冷却方法：油浸自然循环和空气自然循环冷却（ONAN）、油浸自然循环和空气强迫循环冷却（ONAF）以及油浸强迫循环和空气强迫循环冷却（OFAF）。
2. 故障现象
湄洲湾电厂＃2变压器于2000年10月投入运行，2004年8月发现＃2主变低压侧套管升高座部分螺栓存在严重过热现象，当时用远红外测温仪测量#2变压器靠近启备变侧升高座与油箱结合面有一个螺栓温度高达230℃。靠近维修办公楼侧升高座与油箱结合面有一个螺栓温度高达180℃。（附近另有几颗螺栓温度高达160℃左右），其余螺栓的温度均与低压侧升高座温度相同在85℃左右，并且过热已造成#2变压器低压侧套管升高座与本体的接合面密封圈老化而致漏油，平均每天漏油量达到7KG左右，严重影响变压器的安全运行。

3. 原因分析
1）理论分析变压器的附加铁损主要是漏磁通在夹件、油箱等构件处所引起的涡流损耗以及在铁芯接缝等处由于磁通密度分布不均匀所引起的损耗。附加铁损对小容量变压器的影响不大，但对大型变压器，运行时的电流极大，漏磁场也很强，会使铁磁材料制成的结构件发热，而引起变压器的局部过热故障。所以，大型变压器必须在结构上设法减少附加铁损，（国内早期变压器产品，设计上存在油箱两侧内壁无屏蔽层缺陷）。经常采用的方法有：在油箱的内壁装设屏蔽，用铝板做成的屏蔽是属于反磁的电屏蔽，用硅钢片制成的屏蔽称为磁屏蔽，二种方式都能起到大大减小附加铁损的作用；另外，铁芯应尽量采用非磁性材料绑扎和加固，一些金属部件如压圈等采用非磁性材料制成。可见，防止漏磁发热对大容量变压器是一个十分重要的问题。
2）＃2变压器现场试验疑似螺栓安装不紧、螺栓与升高座法兰因接触不良，从而引起变压器漏磁在螺栓上产生涡流导致过热。松脱主要过热螺栓的螺帽后，测得该螺栓温度大幅下降，排除疑似。
3）紧固其它螺栓后测温发现：再次紧固后的螺栓温度明显上升，旋松后的螺栓温度明显下降。从现场情况分析认为：基于电磁感应原理，运行中的变压器漏磁将在变压器本体表面与低压侧套管升高座法兰之间感应出较大的电流，正常时此电流通过变压器本体外壳、变压器底座、接地铜线泄放至大地。此时，越是紧固的螺栓接触电阻越小，通过的泄放电流就越大，发热就越严重。反之，则发热较轻。
4）综合分析认为：#2变压器本体与低压侧升高座法兰间的紧固螺栓松紧不同，是螺栓过热的原因之一。

4. 消除故障
处理方法：我厂于2005年6月利用小修停电对#2变压器进行放油、更换低压侧升高座法兰密封圈。并且主变低压侧升高座法兰螺栓上的镀锌螺帽全部更换为不锈钢螺帽，镀锌平垫片更换为绝缘垫片，尽量做到各螺栓的紧固力相同，螺栓紧固力矩为80-85（Nm）之间。在低压侧升高座与变压器本体之间加装汇流铜排并压在油箱上，从低压侧升高座的法兰螺栓上四侧分别接两根接地引线连接至汇流铜排并引至大地。增加螺栓的散热面并起到较好的分流效果，经过处理后投入运行用红外测温仪测量#2变压器靠近启备变侧螺栓温度最高为125℃，维修办公楼侧的螺栓温度最高为110℃。其余螺栓的温度均与低压侧升高座温度相近在80℃左右，（当时机组负荷350MW），连续运行三个月效果良好，并且漏油彻底得以解决，确保变压器安全运行。

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