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電力變壓器短路故障原因及對策分析
點(diǎn)擊次數(shù):1530 更新時(shí)間:2014-07-30

這幾天由于氣溫大幅度的提高,上海也迎來了本年的用電高峰,由于天氣炎熱,變壓器有容易出故障,此時(shí)設(shè)備的檢修就是一個(gè)棘手的問題,我公司是專門生產(chǎn)變壓器測試儀器的廠家。我們有變壓器變比測試儀、試驗(yàn)變壓器、直流高壓發(fā)生器、直流電阻測試儀、絕緣電阻測試儀、介質(zhì)損耗測試儀等一系列變壓器檢修儀器的廠家,隨時(shí)幫助電力系統(tǒng)保駕護(hù)航。    

  電力變壓器是電力系統(tǒng)的主體設(shè)備,在長期運(yùn)行中容易發(fā)生短路故障。出口短路會(huì)造成絕緣過熱故障和繞組變形故障,其中變壓器繞組的變形已經(jīng)成為引發(fā)其他故障和事故的直接原因。本文通過對變壓器短路故障的分析,提出了關(guān)于變壓器短路故障的補(bǔ)救措施及技術(shù)改進(jìn)思路。

   電力變壓器的短路故障主要是指變壓器的出口短路、變壓器內(nèi)部引線或繞組間對地短路,以及變壓器 相與相之間發(fā)生的短路而導(dǎo)致的故障。根據(jù)統(tǒng)計(jì),出口短路故障對電力變壓器正常運(yùn)行產(chǎn)生的影響頻繁,也為嚴(yán)重,甚至有的地區(qū)有一半以上的變壓器事故是由短路故障電流沖擊直接引起的,并且這種情況在多地區(qū)有增長的趨勢。變壓器出口短路故障將會(huì)給人們帶來十分嚴(yán)重的損失,尤其是變壓器低壓出口短路所引起的故障或者事故,通常需要對繞組進(jìn)行部分或者全部更換。

    短路電流引起絕緣過熱故障,主要是因?yàn)殡娏ψ儔浩髟谕蝗话l(fā)生短路時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致額定值數(shù)十倍的短路電流同時(shí)集中通過高、低壓繞組,使其瞬間產(chǎn)生的熱量,導(dǎo)致電力變壓器嚴(yán)重發(fā)熱。一旦過載的短路電流超過電力變壓器的承受能力,使其熱穩(wěn)定性變差,嚴(yán)重?fù)p傷變壓器的絕緣材料,從而引起次年工程變壓器擊穿或者損毀的事故。電力變壓器的出口短路主要有三相短路、兩相短路、兩相接地短路以及單相接地短路等幾種主要的形式,其中,單相接地短路的故障率高,占全部短路故障的一半以上,兩相短路故障次之,另外兩種短路故障發(fā)生的幾率較小,但是三相短路所產(chǎn)生的瞬間短路電流值高,因此在進(jìn)行電力變壓器設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮三相短路電流這一因素。

    短路電動(dòng)力引起繞組變形故障,主要是由于電力變壓器在受到短路沖擊時(shí)產(chǎn)生了過大的短路電流,這種情況甚至?xí)斐勺儔浩鞯睦^電保護(hù)延時(shí)動(dòng)作拒動(dòng),使繞組產(chǎn)生較為嚴(yán)重的變形或者損壞。如果短路電流比較小,那么繼電保護(hù)能夠正確進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作,因此而產(chǎn)生的繞組變形也非常輕微,對這類輕微的變形要及時(shí)進(jìn)行檢修。如果忽視輕微的繞組變形,不及時(shí)對墊塊的位置進(jìn)行恢復(fù),對繞組的壓釘及鐵軛拉板、拉桿進(jìn)行緊固,加強(qiáng)引線的夾緊力,則在經(jīng)受多次短路沖擊之后,電力變壓器將會(huì)因繞組變形的積累而損壞。繞組突然短路時(shí),載流導(dǎo)線在漏磁作用下受到強(qiáng)烈的電動(dòng)力作用,我們將這種電動(dòng)力分解為縱軸和橫軸兩個(gè)分量進(jìn)行研究。

    縱軸磁場使繞組產(chǎn)生輻向力,而橫軸磁場使繞組受到軸向力,因此電力變壓器的繞組發(fā)生出口短路時(shí),需要承受很大的軸向和輻向電動(dòng)力。軸向電動(dòng)力會(huì)向中間壓縮繞組,它是一種機(jī)械應(yīng)力,大大影響繞組匝間的絕緣特性,損傷繞組的匝間的絕緣性,并且軸向力使整個(gè)繞組受到張力,在導(dǎo)線中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。繞組的軸向力主要有兩部分:一部分是由于繞組端部漏磁彎曲部分的輻向分量與載流導(dǎo)體相互作用而產(chǎn)生的,以壓力的形式作用于內(nèi)、外繞組;另一部分則是由于繞組內(nèi)外安匝不平衡所產(chǎn)生的輻向漏磁與載流導(dǎo)體相互作用生成的,這種力主要使內(nèi)繞組受擠壓,外繞組受到拉力,并且安匝不平衡越大,所產(chǎn)生的軸向力也越大。輻向電動(dòng)力則主要向外擴(kuò)張整個(gè)繞組,使其失去穩(wěn)定性,造成相間絕緣損壞。如果這種電動(dòng)力過大,則將會(huì)導(dǎo)致繞組扭曲變形或者導(dǎo)線斷裂等更為嚴(yán)重的后果。

    基于上述,為防止短路故障造成的繞組變形的等問題,降低變壓器短路事故率,學(xué)界對電力變壓器短路故障補(bǔ)救措施進(jìn)行了探討,同時(shí)也提出了一定的技術(shù)改進(jìn)措施。

    要降低電力變壓器短路事故的發(fā)生,首先要做好變壓器的選型,選用符合短路試驗(yàn)要求的變壓器,合理確定變壓器的容量及短路阻抗;其次就是要優(yōu)化變壓器的運(yùn)行條件,主要是提高電力線路的絕緣水平,降低近區(qū)的故障影響和危害;第三就是要優(yōu)化變壓器的運(yùn)行方式,要根據(jù)短路電流的核算來確定其運(yùn)行方式,同時(shí)采取一定的保護(hù)措施來限制短路電流的危害;第四要提高運(yùn)行管理水平,避免誤操作造成短路,加強(qiáng)變壓器點(diǎn)檢和維修。

從技術(shù)上,要運(yùn)用*技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),包括繞組結(jié)構(gòu)、器身結(jié)構(gòu)、鐵心結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面

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