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摘 要：近年來，變壓器事故時有發(fā)生，而且有增長的趨勢。從變壓器事故情況分析來看.抗短路能力不夠已成為電力變壓器事故的首要原因，對電網(wǎng)造成很大危害，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全運行。
關(guān)鍵詞：變壓器;抗短路能力;電動力;繞組;電磁線;事故
近年來，變壓器損壞事故呈上升趨勢.而且事故影響范圍不斷在擴大，其事故主要表現(xiàn)形式為：外部多次短路沖擊，線圈變形逐漸嚴(yán)重，最終絕緣擊穿損壞居多：外部短時內(nèi)頻繁受短路沖擊而損壞;長時間短路沖擊而損壞：一次短路沖擊就損壞等。
一、變壓器短路損壞的主要形式
根據(jù)近幾年的變壓器因出口短路而發(fā)生損壞的情況.變壓器在短路故障時，其損壞主要有以下幾種特征及產(chǎn)生的原因。
(一)軸向失穩(wěn)
這種損壞是由于導(dǎo)線在軸向力作用下.相互擠壓或撞擊，導(dǎo)致傾斜變形。如果導(dǎo)線原始稍有傾斜。則軸向力促使傾斜增加，嚴(yán)重時就倒塌;導(dǎo)線高寬比例大。就愈容易引起倒塌。
端部漏磁場除軸向分量外。還存在輻向分量.二個方向的漏磁所產(chǎn)生的合成電磁力致使內(nèi)繞組導(dǎo)線向內(nèi)翻轉(zhuǎn).外繞組向外翻轉(zhuǎn)。
這種損壞往往是因為軸向力過大或存在其端部支撐件強度、剛度不夠或裝配有缺陷。
(二)輻向失穩(wěn)
這種損壞主要是在軸向漏磁產(chǎn)生的輻向電磁力作用下，導(dǎo)致變壓器繞組輻向變形。占整個損壞事故的41.2%。
1、外繞組導(dǎo)線伸長導(dǎo)致絕緣破損
輻向電磁力企圖使外繞組直徑變大.當(dāng)作用在導(dǎo)線的拉應(yīng)力過大會產(chǎn)生永久性變形。這種變形通常伴隨導(dǎo)線絕緣破損而造成匝間短路，嚴(yán)重時會引起線圈嵌進(jìn)、亂圈而倒塌.甚至斷裂。
2、繞組端部翻轉(zhuǎn)變形
這種損壞主要由于引線間的電磁力作用下.造成引線振動，導(dǎo)致引線間短路。這種事故較少見。
二、變壓器短路故障原因分析
因變壓器出口短路導(dǎo)致變壓器內(nèi)部故障和事故的原因很多，也比較復(fù)雜，它與結(jié)構(gòu)設(shè)計、原材料的質(zhì)量、工藝水平、運行工況等因數(shù)有關(guān)，但電磁線的選用是關(guān)鍵。從近幾年解剖變壓器，對其事故進(jìn)行分析來看.與電磁線有關(guān)的大致有以下幾個原因.
1、基于變壓器靜態(tài)理論設(shè)計而選用的電磁線.與實際運行時作用在電磁線上的應(yīng)力差異較大。
2、目前各廠家的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。
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"C時下降10%以上，延伸率則下降40%l~J,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屯。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)f0.8s1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250aC.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、采用普通換位導(dǎo)線�？箼C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。
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、繞組繞制較松，換位或糾位爬坡處處理不當(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。
7、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。
8、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。
9、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。
10、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。
三、對策與建議
(一)訂貨
1、對設(shè)備選型時，應(yīng)充分考慮現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)狀況，取消冗余功能.選擇可靠結(jié)構(gòu).在充分考慮電網(wǎng)的短路容量與產(chǎn)品的動穩(wěn)定性能之后.再確定產(chǎn)品參數(shù).根據(jù)電網(wǎng)實際需要合理的配置分接開關(guān).對性能參數(shù)的要求應(yīng)和目前制造水平及材質(zhì)狀況相適應(yīng)。
2、優(yōu)先選用經(jīng)短路型式試驗合格的產(chǎn)品設(shè)計。并對產(chǎn)品進(jìn)行抽檢短路耐受試驗，以確保產(chǎn)品的同一性。
3、選用全自冷變壓器。由于全自冷變壓器相對其他冷卻方式的變壓器度低，用銅量大。變壓器重量重，具有較強抗短路能力。
(三)制造工藝方面
(四)材料方面
盡量選用半硬以上的自粘性換位導(dǎo)線和組合導(dǎo)線。采用高密度與油道等距的整體墊塊。35kV及以下的內(nèi)繞組應(yīng)優(yōu)先采用環(huán)氧玻璃絲筒作繞組內(nèi)支撐絕緣筒。
為確保變壓器安裝質(zhì)量.可采用實行賣方負(fù)責(zé)的安裝方式，賣方必須對整個安裝工作質(zhì)量負(fù)責(zé)�，F(xiàn)場吊芯檢查時要進(jìn)行器身預(yù)緊力校核.確保變壓器器身處于緊固狀態(tài)。
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