1 引言
主变压器是电力机车牵引供电系统的核心设备, 也是保证牵引供电系统安全稳定运行的关键设备。本文列举近年来我厂主变压器在检修及运用中发生的一些典型故障, 并根据故障情况和原因结合实际进行了分析, 提出了解决方法和改进建议。
2 主变压器漏油及处理方法
渗漏油故障是油浸式变压器的惯性故障之一, 变压器渗漏油不仅影响变压器及相关设备的外观, 还会污染机车内部电缆及设备, 迫使变压器不得不停电检修, 甚至危及行车安全。因此, 解决渗漏油问题是提高主变压器质量的关键项之一。电力机车主变压器渗漏油的部位主要有连接部位、密封垫的交接面和箱体及附件焊接部位。
2.1 渗漏油主要原因主变压器的渗漏原因是多种多样的, 主要表现在: 密封件的老化和密封件本身的产品质量不过关; 焊接质量不良; 安装工艺和安装操作不规范; 铸件有砂眼以及设
备结构不合理和制造问题等等。
2.2 处理方法针对密封垫渗漏, 应先检查密封垫是否有龟裂、断裂等现象; 同时检查紧固螺栓紧固是否良好、有无卡滞。在SS4 机车主变压器上, 曾多次发现由于法兰与碟阀之间螺母选择不当致使影响密封垫无法压紧的情况。如检查良好, 先均匀紧固连接螺栓; 紧固无效时, 应更换密封圈并重新上胶密封。结构不良或密封方法不合理的部件, 如有些散热器、净油器联结法兰强度不够, 在拧紧螺栓时引起了变形, 应予以改造或更换; 同时应注意密封处的压接平面要光洁平整。针对裂纹及焊接质量不良造成的漏油, 对存在的油污点, 先用小扁铲或钢丝刷清理, 再用汽油清洗并用绵丝擦净, 观察并找到渗漏点的准确位置。如无法用眼睛观察到, 可以用粉笔涂抹在疑点, 观察粉笔湿润状态, 来确定准确渗漏点。针对渗漏点,可采取补焊办法进行修复。变压器油箱上部发现渗漏时, 只须排出少量的油即可焊接处理; 油箱下部发现渗漏时, 由于吊芯放油浪费太大且受现场条件限
制, 可采用带油焊接处理。带油补焊应在漏油不显著的情况下进行, 一般禁止使用气焊。焊接选用较细的焊条如422、425 焊条为宜。补焊时应将施焊部位的油迹清除干净, 施焊过程中要注意防止穿透和着火。施焊部位必须在油面200mm 以下。施焊时采用断续、快速点焊, 燃弧时间应控制在10s 一20s 之内, 绝对不允许长时间连续焊接。补焊渗漏油较严重的孔隙时, 可先用铁线等堵塞或铆后再施焊; 在靠近密封橡胶垫圈或其它易损部件附近施焊时, 应采取冷却和保护措施。3 散热器堵塞造成的油温升高故障及处理方法
除SS1、SS3 和SS6 机车主变压器外, 其他机车主变压器均采用了铝制箱式散热器。我厂检修的SS7 系列电力机车从2006 年开始, 多次接到主变压器油温报警的质量信息, 特别是西安机务段的SS7E 机车变压器, 有多台运行温度曾达到90℃。
3.1 油温高主要原因经过对故障变压器散热器检
研究与探讨查发现, 原因主要有两方面。一部分散热器由于风路翅片间隙设计较小( 片间为矩形孔, 规格为10.5mm×2.5mm), 散热片间堵塞严重, 检查发现堵塞物主要是破裂的滤尘网, 由于机车上盖安装的散热风道滤尘网强度不高, 破裂后卡滞在散热片间, 影响了散热器通风量; 另一部分散热器的上部翅片大面积倒塌, 堵塞了翅片之间的间隙, 使散热器通风量减少, 影响散热效果。3.2 处理方法我厂结合中修对原有滤尘网进行了改造加固, 在原有的滤尘网上下加装了强度较高的钢制滤尘网, 避免原滤尘网受力破裂; 针对箱式散热器上侧倒塌的散热片, 利用扁嘴钳将其修复垂直, 保证通风顺畅。此外, 建议运用段定期对滤尘网进行清扫。
4 通过直流电阻测量发现的器身问题
测量主变压器绕组直流电阻值是正常检修、例行试验等过程中的基本项目之一, 也是发生故障之后的重要检查项目。
我厂在2006 年7 月对一台SS4 主变压器进行中修正常检查时, 测量其某绕组直流电组大于出厂标准值的30%, 远超过了中修限度的5%。随后进行吊芯检查, 将器身从油箱中吊出后, 经过检查, 发现 A 柱与X 柱绕组短接点外包绝缘有发黑现象; 剥开外包绝缘, 发现引出头焊接部位由于虚焊存在间隙, 有轻微放电现象。重新打磨处理进行焊接后, 直流电组恢复正常。此次故障的检出, 进一步证实了测量主变压器直流电阻的必要性。5 感应耐压试验击穿故障及处理方法
主变压器的感应耐压试验是保证变压器质量标准的一项重要试验。变压器绕组的匝间、层间、段间及相间绝缘的绝缘感应耐压试验, 是变压器绝缘试验中的重要项目。2006 年我厂已有三台主变压器在做例行试验时, 发生了感应耐压击穿故障。
5.1 故障原因我们通过对故障变压器高压绕组进行1.8kV 的无油耐压试验,
找到了故障点及故障原因。由于变压器外牵引绕组绕制及组装需要, 在其绝缘筒上部圆周上钻有8 个直径8mm 的孔, 组装完毕后用木楔填满并进行了涂漆处理。由于部分填补处处理不当造成绝缘薄弱, 而高压绕组首头部分与外牵引绕组电位差较大, 长时间运行后绝缘老化, 在此处发生了击穿现象。 5.2 处理方法对绝缘筒缝隙处打磨处理, 用环氧树脂对其进行填补, 填补后涂绝缘漆; 对烧损的铜线进行短接处理, 焊接部位需做外包绝缘处理。
6 结束语
在实际检修与运用中, 变压器还有一些其他的故障出现, 如匝间短路、绕组开路、接地等。牵引变压器故障后, 往往会给运行单位在经济上、安全上带来较大损失, 同时由于其较一般电力变压器运行环境恶劣得多, 故障几率也远大于电力变压器。因此, 牵引变压器故障的正确分析、处理和预防将一直是我们工程技术人员长期研究的课题。
