知識科普 | 電力變壓器短路危害,原因分析和改
電(dian)(dian)力干(gan)(gan)(gan)式(shi)(shi)(shi)(shi)變壓(ya)器是(shi)電(dian)(dian)力系統(tong)中提供能源消耗的(de)(de)基礎(chu)部分,也是(shi)保(bao)證電(dian)(dian)力安全運(yun)行的(de)(de)重要感應裝(zhuang)置(zhi),其組成結構是(shi)由初級(ji)線圈(quan)、次級(ji)線圈(quan)和鐵(tie)芯(xin)而(er)組成,利用電(dian)(dian)磁感應的(de)(de)原理(li)來改變交(jiao)流電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)裝(zhuang)置(zhi),經過長(chang)期(qi)的(de)(de)技(ji)術改造,整個(ge)供電(dian)(dian)工作可靠程(cheng)度和穩定性不斷(duan)提升,但(dan)其中仍埋下各種突出的(de)(de)隱患(huan),一些干(gan)(gan)(gan)式(shi)(shi)(shi)(shi)變壓(ya)器裝(zhuang)置(zhi)由于自(zi)身抗短路沖擊能力不足,容(rong)易滋生短路現象(xiang),為(wei)了有效(xiao)判(pan)斷(duan)故(gu)障(zhang)(zhang)的(de)(de)原因以(yi)(yi)及位置(zhi),必(bi)須要加(jia)大對干(gan)(gan)(gan)式(shi)(shi)(shi)(shi)變壓(ya)器故(gu)障(zhang)(zhang)以(yi)(yi)及診斷(duan)技(ji)術的(de)(de)研(yan)究,從而(er)采用對應的(de)(de)技(ji)術有效(xiao)的(de)(de)解決干(gan)(gan)(gan)式(shi)(shi)(shi)(shi)變壓(ya)器故(gu)障(zhang)(zhang)診斷(duan)的(de)(de)效(xiao)率。
電力干式變壓器短(duan)路的危害(hai)
1.沖擊電流(liu)的影響:干式變壓器突然短路(lu)(lu)會(hui)產生很大的短路(lu)(lu)電流(liu),持續時間(jian)雖然短,但在(zai)干式變壓器主回路(lu)(lu)還(huan)未切斷之(zhi)前,這種隱患就可能已經形(xing)成(cheng),形(xing)成(cheng)之(zhi)后可能帶來(lai)的問題就是干式變壓器內部受(shou)損,絕緣程度下降等。
2.電(dian)動力(li)(li)的(de)影響:短路(lu)時(shi),過電(dian)流會產(chan)生很大(da)的(de)電(dian)動力(li)(li),影響穩定,嚴重時(shi),對干式(shi)(shi)變壓(ya)器的(de)繞(rao)(rao)組會產(chan)生一定程度(du)的(de)影響,比如:繞(rao)(rao)組變形,破壞(huai)繞(rao)(rao)組的(de)絕緣(yuan)強(qiang)度(du),其(qi)他組件也會受到(dao)損壞(huai),嚴重時(shi),可能造成電(dian)力(li)(li)干式(shi)(shi)變壓(ya)器燃燒等電(dian)力(li)(li)安全事(shi)故。
電力干式變壓器短路的原因
1.目前計(ji)算程(cheng)序中是(shi)建立(li)在漏磁(ci)場的(de)(de)均勻分布(bu)(bu)、線(xian)匝直徑相同、等(deng)(deng)相位的(de)(de)力等(deng)(deng)理想化的(de)(de)模型(xing)基礎上而編制的(de)(de),而事實上干式變(bian)(bian)壓器的(de)(de)漏磁(ci)場并非均勻分布(bu)(bu),在鐵(tie)軛(e)部(bu)分相對(dui)集中,該區域的(de)(de)電磁(ci)線(xian)所受到機械力也(ye)較大;換(huan)位導線(xian)在換(huan)位處由(you)于爬坡會改(gai)變(bian)(bian)力的(de)(de)傳遞(di)方(fang)向(xiang),而產生(sheng)扭矩;由(you)于墊塊(kuai)彈性模量的(de)(de)因數,軸(zhou)向(xiang)墊塊(kuai)不等(deng)(deng)距(ju)分布(bu)(bu),會使(shi)交(jiao)變(bian)(bian)漏磁(ci)場所產生(sheng)的(de)(de)交(jiao)變(bian)(bian)力延時共振,這(zhe)也(ye)是(shi)為什么處在鐵(tie)心軛(e)部(bu)、換(huan)位處、有調壓分接的(de)(de)對(dui)應部(bu)位的(de)(de)線(xian)餅先(xian)先(xian)變(bian)(bian)形的(de)(de)根本(ben)原因。
2.采(cai)用(yong)普(pu)通換(huan)(huan)位導(dao)(dao)(dao)線(xian)(xian),抗機械強(qiang)度較(jiao)(jiao)差,在(zai)(zai)承受(shou)短路(lu)機械力時(shi)易出現(xian)變形、散股、露銅現(xian)象。采(cai)用(yong)普(pu)通換(huan)(huan)位導(dao)(dao)(dao)線(xian)(xian)時(shi),由于電流大(da),換(huan)(huan)位爬坡(po)陡(dou),該部(bu)位會(hui)產生較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)扭(niu)矩,同(tong)時(shi)處在(zai)(zai)繞(rao)組二端的(de)(de)(de)(de)線(xian)(xian)餅,由于幅(fu)向(xiang)和軸向(xiang)漏磁場的(de)(de)(de)(de)共同(tong)作(zuo)用(yong),也會(hui)產生較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)扭(niu)矩,致(zhi)使扭(niu)曲(qu)變形。如楊高500kV干(gan)式變壓器(qi)的(de)(de)(de)(de)A相公共繞(rao)組共有(you)71個換(huan)(huan)位,由于采(cai)用(yong)了(le)較(jiao)(jiao)厚的(de)(de)(de)(de)普(pu)通換(huan)(huan)位導(dao)(dao)(dao)線(xian)(xian),其(qi)中有(you)66個換(huan)(huan)位有(you)不同(tong)程度的(de)(de)(de)(de)變形。另外吳涇1l號主(zhu)變,也是由于采(cai)用(yong)普(pu)通換(huan)(huan)位導(dao)(dao)(dao)線(xian)(xian),在(zai)(zai)鐵心(xin)軛部(bu)部(bu)位的(de)(de)(de)(de)高壓繞(rao)組二端線(xian)(xian)餅均有(you)不同(tong)翻轉露線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)現(xian)象。
3.抗(kang)(kang)(kang)(kang)短(duan)(duan)(duan)路(lu)能(neng)力計(ji)算時(shi)沒有考慮溫(wen)(wen)度(du)(du)對電(dian)磁線(xian)(xian)的(de)抗(kang)(kang)(kang)(kang)彎和(he)抗(kang)(kang)(kang)(kang)拉強(qiang)度(du)(du)的(de)影響。按常溫(wen)(wen)下(xia)(xia)設計(ji)的(de)抗(kang)(kang)(kang)(kang)短(duan)(duan)(duan)路(lu)能(neng)力不能(neng)反映實際運(yun)(yun)行(xing)情況,根(gen)據試驗結果,電(dian)磁線(xian)(xian)的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)對其(qi)屈服極(ji)限?0.2影響很大,隨著電(dian)磁線(xian)(xian)的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)提高,其(qi)抗(kang)(kang)(kang)(kang)彎、抗(kang)(kang)(kang)(kang)拉強(qiang)度(du)(du)及延伸率(lv)均下(xia)(xia)降,在(zai)250℃下(xia)(xia)抗(kang)(kang)(kang)(kang)彎抗(kang)(kang)(kang)(kang)拉強(qiang)度(du)(du)要(yao)比在(zai)50℃時(shi)下(xia)(xia)降上,延伸率(lv)則下(xia)(xia)降40%以上。而(er)實際運(yun)(yun)行(xing)的(de)干(gan)式(shi)變(bian)壓器(qi),在(zai)額定負荷下(xia)(xia),繞組(zu)平均溫(wen)(wen)度(du)(du)可達(da)105℃,較熱點溫(wen)(wen)度(du)(du)可達(da)118℃。一般干(gan)式(shi)變(bian)壓器(qi)運(yun)(yun)行(xing)時(shi)均有重(zhong)合閘過程(cheng),因此(ci)如果短(duan)(duan)(duan)路(lu)點一時(shi)無法消失的(de)話,將在(zai)非常短(duan)(duan)(duan)的(de)時(shi)間(jian)內(0.8s)緊接著承(cheng)受(shou)(shou)第二次(ci)短(duan)(duan)(duan)路(lu)沖擊(ji),但由于受(shou)(shou)較好(hao)次(ci)短(duan)(duan)(duan)路(lu)電(dian)流沖擊(ji)后,繞組(zu)溫(wen)(wen)度(du)(du)急劇增高,根(gen)據GBl094的(de)規定,較高允許250℃,這時(shi)繞組(zu)的(de)抗(kang)(kang)(kang)(kang)短(duan)(duan)(duan)路(lu)能(neng)力己大幅度(du)(du)下(xia)(xia)降,這就是為什么干(gan)式(shi)變(bian)壓器(qi)重(zhong)合閘后發(fa)生短(duan)(duan)(duan)路(lu)事(shi)故(gu)居多。
4.繞(rao)組(zu)繞(rao)制較松,換(huan)位(wei)(wei)處理(li)不(bu)當(dang),過于單薄,造成電磁(ci)線(xian)懸(xuan)空。從事(shi)故損壞位(wei)(wei)置來看,變形多見(jian)換(huan)位(wei)(wei)處,尤(you)其是換(huan)位(wei)(wei)導線(xian)的(de)換(huan)位(wei)(wei)處。
5.采(cai)用軟導(dao)線,也(ye)是(shi)造成(cheng)干式變壓器抗短路(lu)能力差的主要(yao)原因(yin)之一。由于早期對此認(ren)識(shi)不足,或(huo)繞線裝備及工藝上的困難,制造廠(chang)均(jun)不愿使用半硬(ying)導(dao)線或(huo)設(she)計時根本(ben)無這方面的要(yao)求,從發(fa)生故障的干式變壓器來看均(jun)是(shi)軟導(dao)線。
6.套(tao)裝間隙過大,導致(zhi)作用在電磁線上的支撐(cheng)不夠(gou),這給干式變壓器抗短路能力方(fang)面增加(jia)隱患。
7.作用(yong)在(zai)各繞組或各檔預(yu)緊(jin)力不均勻,短路沖擊時造成線(xian)餅的跳動,致使作用(yong)在(zai)電磁線(xian)上的彎應(ying)力過大而發(fa)生變形。
8.繞組線匝或導線之間未(wei)固化(hua)處(chu)(chu)理,抗短路能力差。早期經浸(jin)漆處(chu)(chu)理的(de)繞組無(wu)一(yi)損壞。
9.繞組的(de)預緊力控制不當(dang)造成普通(tong)換位(wei)導線(xian)的(de)導線(xian)相互錯位(wei)。
10.外部短路事故頻繁(fan),多次短路電(dian)流沖擊(ji)后電(dian)動力的積累效應(ying)引(yin)起電(dian)磁線軟化或內部相對位(wei)移,較(jiao)終導致絕緣擊(ji)穿(chuan)。
創聯匯通干式變壓器提高電力干式變壓器抗(kang)短路的改善措施
1.對干式(shi)變壓(ya)器進(jin)行短路試驗,以防患于未然。
大型(xing)干式變壓(ya)(ya)器的(de)運(yun)(yun)行(xing)可(ke)靠性,先先取決于其結(jie)構(gou)和制造工(gong)藝水平,其次是在運(yun)(yun)行(xing)過程中(zhong)對(dui)設(she)備進行(xing)各種試驗(yan),及時掌握設(she)備的(de)工(gong)況。要(yao)了解干式變壓(ya)(ya)器的(de)機械穩定性,可(ke)通過承受短路試驗(yan),針(zhen)對(dui)其薄弱環節加以改進,以確保對(dui)干式變壓(ya)(ya)器結(jie)構(gou)強度設(she)計時做到(dao)心(xin)中(zhong)有數(shu)。
2.規范(fan)設(she)計,重視(shi)線圈制造的軸向壓緊工(gong)藝。
制(zhi)造(zao)廠家在設計時,除要(yao)考(kao)慮干(gan)(gan)式(shi)變壓(ya)(ya)器(qi)(qi)降低損耗,提高絕緣水(shui)平外,還要(yao)考(kao)慮到提高干(gan)(gan)式(shi)變壓(ya)(ya)器(qi)(qi)的機械強度和抗短路故障能力。在制(zhi)造(zao)工藝(yi)方(fang)面,由于很(hen)多干(gan)(gan)式(shi)變壓(ya)(ya)器(qi)(qi)都采用(yong)(yong)了絕緣壓(ya)(ya)板(ban)(ban),且高低壓(ya)(ya)線圈(quan)共用(yong)(yong)一個壓(ya)(ya)板(ban)(ban),這種結構要(yao)求(qiu)要(yao)有很(hen)高的制(zhi)造(zao)工藝(yi)水(shui)平,應對墊塊進(jin)行密化處理,在線圈(quan)加工好后還要(yao)對單個線圈(quan)進(jin)行恒(heng)壓(ya)(ya)干(gan)(gan)燥,并測量出線圈(quan)壓(ya)(ya)縮(suo)后的高度。
同一壓(ya)(ya)板的各個線(xian)圈(quan)經過上述工(gong)藝(yi)處理后,再調整到(dao)同一高度,并在總(zong)(zong)裝(zhuang)(zhuang)時用油(you)壓(ya)(ya)裝(zhuang)(zhuang)置對(dui)線(xian)圈(quan)施加規定的壓(ya)(ya)力(li),較終(zhong)達到(dao)設計和工(gong)藝(yi)要(yao)求的高度。在總(zong)(zong)裝(zhuang)(zhuang)配中,除了要(yao)注(zhu)意(yi)高壓(ya)(ya)線(xian)圈(quan)的壓(ya)(ya)緊情況(kuang)外,還(huan)要(yao)特別(bie)注(zhu)意(yi)低壓(ya)(ya)線(xian)圈(quan)壓(ya)(ya)緊情況(kuang)的控制。
【免責聲明】文(wen)(wen)章為作者先立觀點,不代表創(chuang)聯匯通(tong)干(gan)(gan)式(shi)變壓器立場(chang)。如因(yin)作品內(nei)容、版(ban)權等(deng)存在(zai)問題(ti),請(qing)于本文(wen)(wen)刊發30日內(nei)聯系(xi)創(chuang)聯匯通(tong)干(gan)(gan)式(shi)變壓器進行(xing)刪除或洽談版(ban)權使用事宜。






