对电子束炉变压器的故障检查研究

1、对电子束炉变压器的故障检查研究    摘 要：介绍了电子束炉变压器的故障检查过程，并结合测量的数据进行故障分析，最后通过吊芯检查确定故障为绕组匝间短路、绝缘老化。更换两组线圈后，变压器恢复正常工作。 关键词：电子束；变压器；气相色谱分析；瓦斯保护 引言 EBCHR2/50/500电子束炉是西北有色金属研究院从德国ALD 公司进口的大型设备，适用于熔炼和重熔钨、钼、钽、铌、锆、铪等难熔金属及其合金，它具有两个完全独立的电子枪，两只枪均由一个高压变压器供电。该变压器是电子束炉的核心组成部分，为浸油自冷式高压整

2、流变压器，额定功率为500KW，它将500V三相交流电升高到36KV三相交流电，再整流成40KV直流电输送给电子枪，电子枪在40KV加速电压下发射高密度快速电子束来熔炼金属。 1 故障现象 电子束炉按正常程序操作熔炼钽金属时，40KV高压电源突然断电，操作面板上出现报警显示：“Hv Transformer BUCHHOLZ”（高压变压器瓦斯继电保护动作）。打开变压器的放气阀放气，报警消失，此时变压器能产生40kv直流电压，但高压既不能保持又不能带负载，2到3分钟后，同样的报警信号再次出现，变压器主回路电源断开，停止工作。 2故障检查&

3、#160;2.1 变压器的外部检查 （1）检查油枕内和充油套管内油面的高度，发现油位正常，封闭处无渗漏油现象； （2）检查变压器的响声，发现噪音稍大，但未有异常声音出现； （3）检查变压器的绝缘套管及瓷瓶，未发现有破损裂纹及放电烧伤痕迹； （4）检查一、二次母线，接头接触良好，不过热，外壳接地良好； （5）检查呼吸器，气路畅通，硅胶的颜色为淡红色，吸潮未达到饱和。 2.2 变压器负荷检查           

4、;                              （1）用钳形电流表测量变压器空载时一次绕组的三相空载电流，A相：A=160.8A；B相:B=55.8A；C相:C=5.7A。 （2）故障发生时，用红外线测温仪测量变压器外壳不同区域的温度，温度为55左右，一分钟温升超过5。

5、60;2.3 气相色谱分析检查     采集变压器本体油、瓦斯油、瓦斯气进行气相色谱分析检查，结果见表1。   本体油 瓦斯油 瓦斯气  氢 1109 1710 373350  氧 21165 21190 21345  一氧化碳 210 165 28235  二氧化碳 530 1145 8

6、570  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  总烃 1264.0 19528.0 54492.0  表1  油样气相色谱分析表 3 故障现象

7、及分析    变压器的故障一般分为电路故障和磁路故障。常见的电路故障有线圈绝缘老化、受潮，材料质量及制造工艺不良，二次系统短路引起的故障等。磁路故障常见的有硅钢片短路、穿芯螺丝与铁芯间的绝缘损坏以及铁芯接地不良引起的放电等。 3.1 三相电流不平衡 当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率的额定电压时，一次绕组中的电流称空载电流I0。通常I0与额定电流IN的关系可表示为： i0（I0 /IN）*10013 3.2 变压器油温不断升高 油温不断升高可能由以下几个方面引起：&#

8、160;（1）涡流使铁芯长期过热而引起硅钢片间的绝缘破坏，铁损增大，油温升高； （2）穿芯螺丝绝缘破坏后，与硅钢片短接，有很大的电流通过，使螺丝发热，油温升高； （3）绕组局部发生匝间和层间短路，二次线路上有大电阻短路等，也会使油温升高。 3.3 瓦斯继电保护动作    瓦斯保护是变压器的主要保护，它能监视变压器内部发生的大部分故障。继电保护动作的原因有以下几个方面： （1）滤油、加油和冷却系统不严密，致使空气进入变压器； （2）变压器内部故障、短路，产生少量的气体； （3）保护装置二

9、次回路故障。  外部检查未发现变压器有异常现象，应查明瓦斯继电器中气体的性质。从表1瓦斯气体中氢、一氧化碳、甲烷等可燃气体含量剧增，说明变压器内部有故障。气体颜色为灰色和黑色，有焦油味，则说明油因过热分解或油内层发生过闪络故障。  上述分析对变压器内的潜伏性故障还不能作出正确的判断，还需要结合气相色谱法判断： 从表1中可以看出氢、烃类含量急剧增加，而一氧化碳，二氧化碳含量增加也不大，这就表明了变压器裸金属方面及固体绝缘物（木质、纸、纸板）的过热性故障不存在；甲烷，乙烷，乙烯气体有所增加，而乙炔含量很高，这表明变压器内出现过电弧放电，使油分解而产

10、生乙烷、乙烯和乙炔，可能为绕组匝间和层间短路放电性故障导致。为更加明确故障点，需要对变压器进行吊芯检查。 4吊芯检查与维修 拆开变压器，用20吨吊车吊出变压器芯部作如下检查： （1）用万用表依次测量一、二次绕组每个线圈对地的绝缘情况，发现一次绕组U、V相线圈与地及铁芯接通，其他线圈绝缘良好。 （2）用万用表测量硅钢片间、穿芯螺丝与铁芯间的绝缘良好，铁芯接地良好。 （3）检查保护装置二次回路，将保护开关、保护线路及整流阻容作检查，全部良好。 通过检查与分析，断定变压器故障为一次绕组U、V相线圈绝缘层损怀，匝间短路放电、油过热分解使瓦斯继电保护动作，断开变压器主回路电源。联系变压器生产厂家德国MUNK公司，定购两组线圈，各种费用总计25万元人民币。更换两组线圈后，由国内变压器生产厂家对油进行过滤、干燥处理，对变压器芯部作24小时的烘干处理。安装调试后，变压器恢复正常工作。