干式变压器绕组筒体产生裂纹的分析与处理

任玉宝

（酒钢集团宏晟电热公司，甘肃嘉峪关 735100）

引言

2019 年11 月，某电厂300 MW 机组厂用电公用系统变压器定检期间，另一台公用变压器检修，所带母线段负荷切至该公用变压器接带的母线段运行。该变压器带两个母线段负荷运行，负荷增大一倍，变压器负载达到额定容量的70%，变压器本体嗡嗡声明显增大，变压器电流、电压、本体温度等各项参数全部正常。12 月对该变压器安排进行检修，发现该变压器高压侧B相绕组筒体高压引线凸台根部上、下出现两处裂纹，确认为绕组浇铸环氧树脂开裂。针对该变压器异常现象，组织分析了变压器筒体裂纹产生的根源，制定相应解决方案，进行了处理。

1 厂用干式公用变压器系统简介

该电厂的厂用电公用系统共配置2 台SCB9-2000 型6/0.4 kV 干式变压器，各带一段厂用公用母线段，中间设联络开关，两段互为备用。该公用变由6 kV 工作段供电，经6 kV 断路器、动力电缆接至变压器高压侧接线端，降压至380 V 经低压母排和低压断路器连接至400 V 低压公用母线段，为厂用400 V 公用系统负载提供电源。干式变压器主要由铁芯、绕组、机座，风机、导线、母排、测温元件、温控仪、箱体等组成。

公用变压器技术参数表，见表1。

表1 公用变压器技术参数表

2 干式公用变压器裂纹的问题

该变压器高压侧B相绕组筒体高压引线凸台根部上、下出现两处长度150～300 mm、宽度≤0.5 mm的裂纹，这是该变压器一个表面的现象，变压器筒体裂纹在内部的延伸无法看到。公用变环氧树脂浇筑筒体裂纹如图1所示。

图1 筒体凸台裂纹图

3 原因分析及要因确认

3.1 运行参数分析

2019 年11 月，另一公用变检修期间，该公用变带两段母线，通过运行参数变化对比可以看出，变压器电流大幅增加，温度升高较多，观察变压器本身电磁及震动的“嗡嗡”声明显增大，随着所带负载空压机的加载，声音还会突升。运行参数变化对比分析见表2。

表2 变压器运行参数变化对比表

3.2 变压器负载分析

稳定负载：空调通风段、空压机房MCCB 段、加药取样MCC 段、主厂房通风MCCB 段、凝结水精处理MCCB 段、煤仓间MCCB 段。这些稳定负荷均为较小功率的电动机、空调等负载，不会对变压器造成冲击。

突变负载：2 台仪用空压机#3/4（YP315M-4，额定功率200 kW，额定电压380 V，额定电流367.8 A）。由于受压缩空气系统影响，空压机每15 min 卸载后再加载一次，空压机加载电流瞬间可达到额定电流的3～5倍，接近电机启动电流，这是一个较大的冲击电流，加上变压器本身较大的运行电流1 450 A，加载瞬间变压器电流会超过额定电流，对变压器产生较大冲击，使变压器绕组受到较大的电动力冲击，自身电磁声、机械振动声明显增大。并且随着空压机多次加载，频繁受到冲击，这对变压器的运行有较大影响。

3.3 变压器温度分析

变压器温度升高34 ℃以上，变压器风机启动运行冷却后，温度维持在90 ℃以下运行。变压器温度大幅升高，绕组内部和表面会有一定温差，绕组和环氧树脂浇筑材料受温度大幅升高会出现明显不同膨胀，由于膨胀系数不同，局部内应力不均。

3.4 变压器老化分析

该变压器自2004 年12 月出厂投运，至今运行达15 年，长期运行，筒体各部老化，B 相筒内部开裂的隐形缺陷，受温度、应力、冲击影响逐渐暴露。

通过上述分析，变压器环氧树脂浇注筒体裂纹要因可以确定：

（1）变压器温度大幅升高，局部受热不均，凸台根部环氧树脂浇注料和铜线圈出线导体膨胀系数不同，导致局部应力集中环氧树脂筒体开裂。

（2）变压器所带空压机这一较大冲击负荷，使变压器异音升高，变压器绕组受到较大突变的电动力冲击，环氧树脂浇注筒体凸台根部产生过大应力，导致筒体凸台根部产生裂纹。

4 解决对策

4.1 变压器全面检查

检查确定变压器整体结构基本完整，按干式电力变压器维修技术标准，对该变压器绕组、铁芯等各部件进行全面检查、整改。

（1）铁芯夹紧螺栓有个别松动情况，进行螺栓紧固。

（2）低压母排有轻微下沉、夹件松动的情况，对母排整体进行了抬升固定，母排夹件进行紧固处理。

（3）风机有松动异响，更换相应风机。

4.2 变压器B相筒体裂纹防潮处理

（1）变压器B 相筒体高压侧凸台根部裂纹先清理干净，由于裂纹缝隙微小，使用干净的，压力为0.5 MPa 压缩空气吹扫，将缝隙内部灰尘彻底吹扫干净。

（2）变压器筒体裂纹防潮处理。采用变压器专用修补剂，工业修补剂（可赛新TS528）低温固化性能好，韧性好，用于变压器、油箱、油罐、油管、法兰等设备的渗油或泄露的修补；分类属于环氧树脂胶，工作温度可达120 ℃；按A∶B=1∶1 的比例配置，固化速度快，25 ℃以上时5～10 min，可固化止漏，可带油，方便可靠，可在低于5 ℃的寒冷气候下使用，与基体结合强度高，其性能良好，满足处理要求。

（3）按比例配好修补剂，一定要充分搅拌均匀，全面快速地涂敷缝隙，因为修补剂固化时间较短，所以要在固化时间内尽可能短的时间完成涂敷；涂敷修补剂后，在固化前不要碰触，以防修补剂未固化好，碰触后固化剂变形、脱开；该变压器修补处理在室内15 ℃时进行，在5 min内完成了涂敷，考虑温度略低于快速固化的温度，变压器不急于投入运行，因此延长了固化时间24 h，之后检查了修补剂固化情况良好，达到变压器裂纹的密封、防潮的效果。

（4）修补剂固化后为白色，与变压器筒体红色漆面不同，如要筒体颜色一致，可涂刷红色绝缘漆，使修补处颜色与原筒体颜色一致。见图2、图3。

图2 筒体凸台上部裂纹处理图

图3 筒体凸台下部裂纹密封处理图

4.3 变压器预防性试验

鉴于该变压器筒体出现裂纹，经过处理后投运，必须对变压器进行相应预防性试验，尤其是变压器裂纹修补处理后，只有试验合格，才能为变压器确定能否继续运行提供依据。本变压器进行了例行绝缘电阻试验、耐压试验、直流电阻试验，结果是合格的。预防性试验结果见表3～表5。

表3 绝缘电阻和吸收比测量表

表4 变压器绕组直流电阻测量表

表5 耐压试验表

4.4 变压器温度控制调整

该干式变压器是SCB9 系列干式变压器，温度保护是当干式变压器的温度达到设定温度，温控仪启动轴流风机给变压器线圈降温，从而避免变压器过热。该干式变压器冷却风机的温度保护控制方式原设定为“自动控制”，即90 ℃以下时风机停止，100 ℃时风机启动运行，110 ℃时报警，148 ℃时跳闸。现更改设定为55 ℃以下时风机停止，80 ℃时风机启动运行，以确保变压器不出现长时间高温运行。对于重载变压器采用适当的温度保护控制方式能起到防止变压器绕组超温运行，延缓变压器绝缘老化速度，延长变压器使用寿命是有一定作用的。

5 实施效果

经过变压器检修，对筒体裂纹处理，试验合格。投入运行后，变压器各项参数正常，接带负荷正常，变压器绕组温度正常，各部无振动，电磁声音正常，负载加载时也变化不大。可以确定变压器可以稳定运行。

但变压器筒体有裂纹长期运行还是存在一定安全隐患，电厂已制定更换变压器的计划，在半年后实施更换，彻底消除这一隐患。

6 结束语

干式变压器环氧树脂浇筑筒体出现轻微裂纹，修补密封处理，试验合格后，是可以继续运行的。但要对变压器的运行参数等情况，严密监视，避免出现超温，大负荷冲击。由于出现裂纹后，内部绕组受损情况不明确，隐患也可能会有发展，变压器长期运行存在一定风险，更换新型变压器是最终解决方法。

根据该电厂公用干式变压器出现裂纹的分析与处理，解决了变压器能否继续运行的问题，维持了该机组厂用公用系统的安全稳定性。