浅谈八钢公司炼钢厂电炉变压器的运行与管理

浅谈八钢公司炼钢厂电炉变压器的运行与管理

郭小龙（工程师） 焦利民（工程师） 吴伟（工程师） 柴安（工程师）

宝武集团八钢公司第二炼钢分厂 新疆 乌鲁木齐 830022

摘要：本文介绍了宝武集团八钢公司第二炼钢分厂电炉变压器的运行与管理，主要介绍了2台电炉变压器基本参数、维护管理经验和故障解决方法，提高电炉变压器的稳定性和经济性，避免设备出现事故，影响生产。

关键词：电炉变压器；维护经验；故障分析

The operation and management of steelmaking furnace transformer factory of Bayi Steel Company

Jiao Limin (Engineer) Guo Xiaolong (Engineer) Wu Wei (Engineer) Chai An (Engineer)

(Wu Po group of Bayi Corporation Second Steelmaking Plant)

Abstract: This paper introduces the operation and management of the Second Steelmaking Plant of furnace transformer Bao Wu group eight company, mainly introduces the basic parameters, 2 Taiwan furnace transformer maintenance experience and troubleshooting methods, improve the stability and economy of electric furnace transformer, avoid equipment accidents, affecting production.

Key words: analysis of experience fault of transformer maintenance in electric furnace

电炉变压器是将交流电能变为直流电能的变压器，它的用途广泛，几乎绝大部分直流电都是将交流电网的交流电通过电炉变压器电炉而得。八钢公司第二炼钢分厂精炼生产线，主要由1#LF、2#LF、RH真空炉、LATS炉，4条独立产线组成，其中1#LF炉及2#LF炉，分别为110吨交流电弧炉和120吨交流电弧炉，两台电弧炉所使用的电炉变压器是同一种型号，型号为：HBSSP2-22000/33 ，联接组别YD11，电压：一次侧：33000、二次侧：383V-347.75V - 242V，电流：一次侧：384.9、 二次侧：33164A - 36525A，短路阻抗： 7.44%、9.04 %、14.01％，变压器使用有载调压开关为ABB产：UZFRN 250/600 13档。为保障2台电炉变压器的正常运行，针对电炉变压器进行周期性的检修与维护，以便及时发现和排除隐患，确保我厂精炼区域生产正常进行，有着极其重要的意义。

电炉变压器和普通变压器的原理相同，同样是根据电磁感应原理，变换交流电压的设备。它的技术原理、性能特点、结构优缺点等基本常识，笔者就不再多做叙述，在很多文献中都能看到，笔者结合我厂2台电炉变压器的维护经验、故障分析、检修管理，整理出以下几点供大家参考。

1 电炉变压器的运行管理、检修与维护

电炉变压器在设备运行管理上，因其运行时过载及过电压属于常态，较之普通变压器，运行监控及维护，应该更为精细化。笔者根据本厂变压器，实际运行管理经验，列出以下几项工作供参考：

（1）每台电炉变压器根据其产线和负荷，详细编制该变压器的的设备档案，设备档案主要包含该变压器的主要技术参数、零部件明细记录、零部件更换记录、定（年）修及改造记录、图纸资料记录、故障事故记录、专项检查及隐患记录、维保人员信息、功能精度项目及检测记录、设备基本运行数据（空载电流和炼钢时电流等）、变压器状态分析等，以及电炉变压器和所属高压开关柜的高压预防性试验历次的具体数据、技术状态分析和试验日期。

（2）区域设备管理人员针对变压器及相关高压方面A类重点设备，必须根据设备点检周期，每日一检。运用便携式红外射线测温仪等专业点检设备对变压器进行点检，根据历次点检记录表所记录的同一设备部位的温度进行比对，分析设备的发展趋势，发现故障及隐患部位。

（3）根据《高压设备预防性试验规程》对电炉变压器进行直流电阻测试、变比、介损、综保传动等试验（按照我厂制定的检验周期，每半年至一年必须对变压器进行以上实验），变压器油色谱分析试验是最为重要的高压预防性试验，较之其他实验，更能直观的分析出变压器的运行状态，因此变压器油色谱分析试验每月必须送检一次，并将历次检测数据归档，便于分析；

以下为2017年1月-11月第二炼钢分厂2#精炼炉电炉变压器油样色谱分析实验数据及笔者对实验数据的分析和结论：

根据德勤互力油品化验室提供的实测变压器油气体数据，结合德国常采用的四比值法（利用五种特征气体的四对比值，来判断故障的方法）对以上数据进行分析得出以下结论：

标准：CH4/H2=1≈3；C2H6/C2H4＜1；C2H4/C2H6≥3；C2H2/C2H4＜0.5。

电炉变压器数据分析 1

由于德勤互力油品化验室9月、10月色谱分析实验仪器的H2分离设备存在问题，H2不能作为数据参考；通过对照四比值法的标准计算气体比之满足四比值法判断条件，可判定：2#精炼炉电炉变压器6月初始即存在低能放电兼过热故障。后协调能源管控中心测试组对变压器进行直流电阻实验，实验数据请视下图：

主变调压侧绕组直流电阻试验数据对比（出厂试验数据与现场试验数据）

电炉变压器主变调压绕组接线为 Y 接，无中性点引出。CmAm 现场直流电阻试验数据与出厂试验数据比较接近（不考虑温度的因素），AmBm、BmCm 端子现场直流电阻试验数据与出厂试验数据偏差较大，说明主变 Bm 相调压绕组存在故障。主变一次侧和二次侧绕组直流电阻实验数据对比（出厂试验数据与现场实验数据）：

一次侧现场直流电阻试验数据与出厂试验数据基本接近，没有发现异常。二次侧现场直流电阻试验数据，对试验结果进行计算，直流电阻不平衡率超过国家标准，分析可能是由于引线连接存在局部松动情况，造成试验值超差。

以上问题，2#精炼炉变压器于2017年6月21日，返厂至特变电工新疆变压器厂进行吊心检查，并再次对调压绕组直流电阻进行试验，在没有开关的状态下，测试单相调压绕组的直流电阻，并把三个单相对应分接的直流电阻试验值进行横向比较，可以发现主变 B相调压绕组的直流电阻值与其它两相相比偏差较大。下图为变压器发生短路故障，B相调压引线在电动力的作用下导致引线排布发生变形，偏移正常位置。

B相调压引线夹持木件，由于受力作用导致断裂

串变下夹件和测量位置存在局部过热情况。

随后几日，对变压器器身阶梯检查发现，主变B相调压线圈导线受力变形、匝绝缘破损，出现放电故障，发现大量金属粉尘和颗粒

铁芯表面存在过热变色情况

经过对变压器进一步的拆解与排查，厂家结论与笔者的分析基本相同，这就直接证实了油样气象色谱分析实验和实验数据分析管理的重要。造成电炉变压器此次故障的原因笔者分析可能有以下两种情况：

（1）内部可能的原因：变压器长期运行，线圈内部导线某处匝绝缘可能存在着局部薄弱的位置。线圈导线在变压器运行中会长期受到高电压场强、高温和机械振动等因素的影响，在电老化、热老化作用下，导线薄弱的匝绝缘会逐步裂化，最终导致击穿，造成线圈短路故障。

（2）外部可能原因：变压器在运行过程中，电网系统可能会由于各种原因产生过电压，沿着线路侵入变压器内部，且时间较长，对变压器内部绝缘造成局部损伤，导致导线匝绝缘发生击穿，最终导致变压器内部发生短路故障。

电炉变压器的检修与维护：

我厂的两台电炉变压器，因为产线生产节奏快，负荷较大，变压器二次侧电流，峰值电流经常性的超过额定电流的120%。因此每月对变压器的定修至少为2次。每年至少有一次对变压器为期2-3天的年修。

1）每月中旬第一次6-8小时内的短检修，主要利用检修时间进行常规维护和精密点检，很多平常点检不到的高压设备隐蔽部位，通过此次检修，进行深层次的点检。常规检修对变压器的精密点检及维护内容大致分为以下项目（仅列举针对变压器的检修项目，不包含真空断路器、隔离刀等其他高压设备）：

a.清扫变压器等各附件外部的积尘，油垢，并检查发现能就地处理的隐患。

b.对变压器一次侧高压瓷瓶擦拭、排气，检查瓷瓶表面有无损伤和放电痕迹。

c.呼吸器盛油杯清洗，更换干净的变压器油，呼吸器油位要高于挡气圈，以供空气进入呼吸器中，经过“油浴”，清除气中灰尘。

d.变压器二次侧水冷补偿器检查有无漏水，高压绷带有无裂痕，并对两端法兰盘紧固。

e.检查处理各密封部件的渗油情况。

f.变压器气体继电器及有载调压开关气体继电器检查、排气。

2）每月底第二次为12-16小时内的长检修，除以上6-8小时检修内容外，主要针对变压器的油品进行真空过滤，过滤变压器油中固体杂质、水分、等有害成分，改善优质性能、提高变压器油的绝缘强度和润滑性能。在此次对变压器检修滤油时要注意以下几点：

a.在开始检修前，必须确保滤油机的性能良好（加热功能必须能达到80℃以上，真空功能必须能达到-0.08~-0.099Mpa、过滤系统精度必须达到3μm（无游离碳））

b.我厂两台变压器，每台含油量都在13400kg左右，真空滤油机的处理量为3m³/h，变压器油处理一个循环，至少要6小时左右，再加上检修时相关票据的办理时间，及检修后试车时间，产线必须停产10小时以上才可进行此项作业。

c.因为变压器箱体内油品的循环运动，会产生少量气体，残留在变压器气体继电器内。因此，滤油结束后，必须对变压器气体继电器进行排气作业。

3）每年一次的变压器年修，为期2~3天，利用检修时间，除去常规项目，有以下几个项目：

a.对变压器有载调压开关内油品、调压触头进行更换。调压开关由于切换开关动作时的电弧作用，绝缘油品易分解老化并产生大量的游离碳、氢气、水分和可燃性烃类气体，还将产生大量微量金属颗粒，分布在分接开关绝缘件表面及箱体内壁上，大大降低了其绝缘强度。因此，在将有载开关内触头更换完毕后，需要用洁净的变压器油进行冲洗。

b.变压器做绝缘电阻和吸收比测量、变压器绕组直流电阻测量、测量变压器不同电压不同档位电流值、变压器综合保护装置做传动实验。

c.视变压器测试及油测试结果而定，是否需要对变压器进行开盖检修。

通过详细的介绍宝武集团八钢公司第二炼钢分厂电炉变压器的设备管理、检修与维护、故障分析等相关内容，我厂维护人员对电炉变压器及其他普通变压器的维护水平，有很大的提升。对变压器进行周期性的点检和检修，为我厂生产顺利的进行有着非常重要的意义。但如何保证其检修和维护的质量问题，就要求每位参加检修和维护的人员，要具备高度负责的责任心和专业技术水平，只有大家同心协力才能确保我们检修和维护的质量。

参考文献

[1] 《维修电工实用技术手册》，江苏科学技术出版社

[2]《变压器运行与维护》，中国电力出版社

[3]《电气试验》，中国电力出版社

作者简介：郭小龙，1986年1月13日出生，男，大学学历，宝武集团八钢公司工作，电气工程师；负责第二炼钢厂精炼区域高低压电气设备维护管理工作。

焦利民，1977年7月28日出生，男，大学学历，宝武集团八钢公司工作，电气工程师；负责第二炼钢厂设备厂长工作。