電力變壓器短路危害，原因分析和改善措施

電力變壓器是電力系統(tǒng)中提供能源消耗的基礎(chǔ)部分，也是保證電力安全運行的重要感應(yīng)裝置，其組成結(jié)構(gòu)是由初級線圈、次級線圈和鐵芯而組成，利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，經(jīng)過長期的技術(shù)改造，整個供電工作可靠程度和穩(wěn)定性不斷提升，但其中仍埋下各種突出的隱患，一些變壓器裝置由于自身抗短路沖擊能力不足，容易滋生短路現(xiàn)象，為了有效判斷故障的原因以及位置，必須要加大對變壓器故障以及診斷技術(shù)的研究，從而采用對應(yīng)的技術(shù)有效的解決變壓器故障診斷的效率。

一、電力變壓器短路的危害

1.沖擊電流的影響：變壓器突然短路會產(chǎn)生很大的短路電流，持續(xù)時間雖然短，但在變壓器主回路還未切斷之前，這種隱患就可能已經(jīng)形成，形成之后可能帶來的問題就是變壓器內(nèi)部受損，絕緣程度下降等。

2.電動力的影響：短路時，過電流會產(chǎn)生很大的電動力，影響穩(wěn)定，嚴(yán)重時，對變壓器的繞組會產(chǎn)生一定程度的影響，比如：繞組變形，破壞繞組的絕緣強度，其他組件也會受到損壞，嚴(yán)重時，可能造成電力變壓器燃燒等電力安全事故。

二、電力變壓器短路的原因

1.目前計算程序中是建立在漏磁場的均勻分布、線匝直徑相同、等相位的力等理想化的模型基礎(chǔ)上而編制的，而事實上變壓器的漏磁場并非均勻分布，在鐵軛部分相對集中，該區(qū)域的電磁線所受到機械力也較大;換位導(dǎo)線在換位處由于爬坡會改變力的傳遞方向，而產(chǎn)生扭矩;由于墊塊彈性模量的因數(shù)，軸向墊塊不等距分布，會使交變漏磁場所產(chǎn)生的交變力延時共振，這也是為什么處在鐵心軛部、換位處、有調(diào)壓分接的對應(yīng)部位的線餅首先變形的根本原因。

2.采用普通換位導(dǎo)線，抗機械強度較差，在承受短路機械力時易出現(xiàn)變形、散股、露銅現(xiàn)象。采用普通換位導(dǎo)線時，由于電流大，換位爬坡陡，該部位會產(chǎn)生較大的扭矩，同時處在繞組二端的線餅，由于幅向和軸向漏磁場的共同作用，也會產(chǎn)生較大的扭矩，致使扭曲變形。如楊高500kV變壓器的A相公共繞組共有71個換位，由于采用了較厚的普通換位導(dǎo)線，其中有66個換位有不同程度的變形。另外吳涇1l號主變，也是由于采用普通換位導(dǎo)線，在鐵心軛部部位的高壓繞組二端線餅均有不同翻轉(zhuǎn)露線的現(xiàn)象。

3.抗短路能力計算時沒有考慮溫度對電磁線的抗彎和抗拉強度的影響。按常溫下設(shè)計的抗短路能力不能反映實際運行情況，根據(jù)試驗結(jié)果，電磁線的溫度對其屈服極限？0.2影響很大，隨著電磁線的溫度提高，其抗彎、抗拉強度及延伸率均下降，在250℃下抗彎抗拉強度要比在50℃時下降上，延伸率則下降40%以上。而實際運行的變壓器，在額定負(fù)荷下，繞組平均溫度可達(dá)105℃，最熱點溫度可達(dá)118℃。一般變壓器運行時均有重合閘過程，因此如果短路點一時無法消失的話，將在非常短的時間內(nèi)（0.8s）緊接著承受第二次短路沖擊，但由于受第一次短路電流沖擊后，繞組溫度急劇增高，根據(jù)GBl094的規(guī)定，最高允許250℃，這時繞組的抗短路能力己大幅度下降，這就是為什么變壓器重合閘后發(fā)生短路事故居多。

4.繞組繞制較松，換位處理不當(dāng)，過于單薄，造成電磁線懸空。從事故損壞位置來看，變形多見換位處，尤其是換位導(dǎo)線的換位處。

5.采用軟導(dǎo)線，也是造成變壓器抗短路能力差的主要原因之一。由于早期對此認(rèn)識不足，或繞線裝備及工藝上的困難，制造廠均不愿使用半硬導(dǎo)線或設(shè)計時根本無這方面的要求，從發(fā)生故障的變壓器來看均是軟導(dǎo)線。

6.套裝間隙過大，導(dǎo)致作用在電磁線上的支撐不夠，這給變壓器抗短路能力方面增加隱患。

7.作用在各繞組或各檔預(yù)緊力不均勻，短路沖擊時造成線餅的跳動，致使作用在電磁線上的彎應(yīng)力過大而發(fā)生變形。

8.繞組線匝或?qū)Ь€之間未固化處理，抗短路能力差。早期經(jīng)浸漆處理的繞組無一損壞。

9.繞組的預(yù)緊力控制不當(dāng)造成普通換位導(dǎo)線的導(dǎo)線相互錯位。

10.外部短路事故頻繁，多次短路電流沖擊后電動力的積累效應(yīng)引起電磁線軟化或內(nèi)部相對位移，最終導(dǎo)致絕緣擊穿。

三、提高電力變壓器抗短路的改善措施

 1.對變壓器進(jìn)行短路試驗，以防患于未然。

 大型變壓器的運行可靠性，首先取決于其結(jié)構(gòu)和制造工藝水平，其次是在運行過程中對設(shè)備進(jìn)行各種試驗，及時掌握設(shè)備的工況。要了解變壓器的機械穩(wěn)定性，可通過承受短路試驗，針對其薄弱環(huán)節(jié)加以改進(jìn)，以確保對變壓器結(jié)構(gòu)強度設(shè)計時做到心中有數(shù)。

 2.規(guī)范設(shè)計，重視線圈制造的軸向壓緊工藝。

 制造廠家在設(shè)計時，除要考慮變壓器降低損耗，提高絕緣水平外，還要考慮到提高變壓器的機械強度和抗短路故障能力。在制造工藝方面，由于很多變壓器都采用了絕緣壓板，且高低壓線圈共用一個壓板，這種結(jié)構(gòu)要求要有很高的制造工藝水平，應(yīng)對墊塊進(jìn)行密化處理，在線圈加工好后還要對單個線圈進(jìn)行恒壓干燥，并測量出線圈壓縮后的高度。

 同一壓板的各個線圈經(jīng)過上述工藝處理后，再調(diào)整到同一高度，并在總裝時用油壓裝置對線圈施加規(guī)定的壓力，最終達(dá)到設(shè)計和工藝要求的高度。在總裝配中，除了要注意高壓線圈的壓緊情況外，還要特別注意低壓線圈壓緊情況的控制。