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對電子束爐變壓器的故障檢查研究
（作者未知） 2010/5/28
摘 要：介紹了電子束爐變壓器的故障檢查過程，并結(jié)合測量的數(shù)據(jù)進行故障分析，最后通過吊芯檢查確定故障為繞組匝間短路、絕緣老化。更換兩組線圈后，變壓器恢復(fù)正常工作。
關(guān)鍵詞：電子束；變壓器；氣相色譜分析；瓦斯保護
引言
EBCHR2/50/500電子束爐是西北有色金屬研究院從德國ALD 公司進口的大型設(shè)備，適用于熔煉和重熔鎢、鉬、鉭、鈮、鋯、鉿等難熔金屬及其合金，它具有兩個完全獨立的電子槍，兩只槍均由一個高壓變壓器供電。該變壓器是電子束爐的核心組成部分，為浸油自冷式高壓整流變壓器，額定功率為500KW，它將500V三相交流電升高到36KV三相交流電，再整流成40KV直流電輸送給電子槍，電子槍在40KV加速電壓下發(fā)射高密度快速電子束來熔煉金屬。
1 故障現(xiàn)象
電子束爐按正常程序操作熔煉鉭金屬時，40KV高壓電源突然斷電，操作面板上出現(xiàn)報警顯示：“Hv Transformer BUCHHOLZ”（高壓變壓器瓦斯繼電保護動作）。打開變壓器的放氣閥放氣，報警消失，此時變壓器能產(chǎn)生40kv直流電壓，但高壓既不能保持又不能帶負載，2到3分鐘后，同樣的報警信號再次出現(xiàn)，變壓器主回路電源斷開，停止工作。
2故障檢查
2.1 變壓器的外部檢查
（1）檢查油枕內(nèi)和充油套管內(nèi)油面的高度，發(fā)現(xiàn)油位正常，封閉處無滲漏油現(xiàn)象；
（2）檢查變壓器的響聲，發(fā)現(xiàn)噪音稍大，但未有異常聲音出現(xiàn)；
（3）檢查變壓器的絕緣套管及瓷瓶，未發(fā)現(xiàn)有破損裂紋及放電燒傷痕跡；
（4）檢查一、二次母線，接頭接觸良好，不過熱，外殼接地良好；
（5）檢查呼吸器，氣路暢通，硅膠的顏色為淡紅色，吸潮未達到飽和。
2.2 變壓器負荷檢查
（1）用鉗形電流表測量變壓器空載時一次繞組的三相空載電流，A相：ＩA=160.8A；B相:ＩB=55.8A；C相:ＩC=5.7A。
（2）故障發(fā)生時，用紅外線測溫儀測量變壓器外殼不同區(qū)域的溫度，溫度為55℃左右，一分鐘溫升超過5℃。
2.3 氣相色譜分析檢查
采集變壓器本體油、瓦斯油、瓦斯氣進行氣相色譜分析檢查，結(jié)果見表1。
本體油 瓦斯油 瓦斯氣
氫 1109 1710 373350
氧 21165 21190 21345
一氧化碳 210 165 28235
二氧化碳 530 1145 8570
甲烷 309.5 3284.5 12659
乙烷 38.5 947.5 6592
乙烯 535.5 11309.5 14516
乙炔 380.3 39860.0 20725.0
總烴 1264.0 19528.0 54492.0
表1 油樣氣相色譜分析表
3 故障現(xiàn)象及分析
變壓器的故障一般分為電路故障和磁路故障。常見的電路故障有線圈絕緣老化、受潮，材料質(zhì)量及制造工藝不良，二次系統(tǒng)短路引起的故障等。磁路故障常見的有硅鋼片短路、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣損壞以及鐵芯接地不良引起的放電等。
3.1 三相電流不平衡
當(dāng)變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率的額定電壓時，一次繞組中的電流稱空載電流I0。通常I0與額定電流IN的關(guān)系可表示為：
i0％＝（I0 /IN）*100＝1－3％
該變壓器的額定電流為577A，空載電流I0應(yīng)在5.77A到17.3 A之間，而實測的一次繞組三相空載電流ＩA=160.8A，ＩB=55.8A，ＩC=5.7A。三相電流極大的不平衡，初步推斷為變壓器繞組局部發(fā)生匝間和層間短路，產(chǎn)生很大的短路電流。
3.2 變壓器油溫不斷升高
油溫不斷升高可能由以下幾個方面引起：
（1）渦流使鐵芯長期過熱而引起硅鋼片間的絕緣破壞，鐵損增大，油溫升高；
（2）穿芯螺絲絕緣破壞后，與硅鋼片短接，有很大的電流通過，使螺絲發(fā)熱，油溫升高；
3）繞組局部發(fā)生匝間和層間短路，二次線路上有大電阻短路等，也會使油溫升高。
3.3 瓦斯繼電保護動作
瓦斯保護是變壓器的主要保護，它能監(jiān)視變壓器內(nèi)部發(fā)生的大部分故障。繼電保護動作的原因有以下幾個方面：
（1）濾油、加油和冷卻系統(tǒng)不嚴密，致使空氣進入變（未完，下一頁）
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