随着我国经济的快速发展, 社会对电力供应的可靠性提出了更高的要求。变压器作为输变电系统的心脏, 对电力系统电网的安全运行具有积极重要的意义。然而随着电力系统容量的不断增加, 系统的短路容量和短路电流也在不断提高。在变压器的运行过程中一旦出现短路问题, 强大的短路电力所产生的超过运行温度数倍的高温和强大的机械应力就会使变压器受到损坏, 严重影响到供电的稳定性。
变压器是依靠绝缘的高压导线、母线导流排或高压电缆, 通过断路器分别与发电机组、电力系统、配电母线和用户配电线路相连接的。但由于断路器及其他相关装置都具有一定的动作时间, 无法零时间的消除故障点, 所以, 变压器极容易受到短路电流的冲击, 对变压器产生危害。
变压器在运行的过程中, 存在着电流和漏磁场, 将会在变压器的绕组上产生电动力, 该电动力的大小与漏磁场的磁通密度、通过电流的大小成正比。当变压器正常运行时, 在其导线上产生的电动力非常小但一旦出现短路, 就是出现十几倍到几十倍的短路电流, 继而产生几百至上千倍于额定电流时的电动力, 极易造成变压器绕组的失稳变形、绝缘受伤、匝间短路等, 继而使得变压器受损。
电动力对变压器的破坏往往表现在绕组的压紧件变形损坏、上夹间的钢支板被顶弯、压钉支板脱落、压钉弯曲位移、端部压包环崩裂、引线木支架断裂损坏等, 同时还可能存在内部绕组被局部压弯、外侧绕组被松动或拉断、绕组线饼沿轴向发生变形。
(1) 轴向力产生的原因分析。
轴向力的产生可以分为两个部分:一是由于线圈端部漏磁弯曲部分的辐向分量与载流导体作用二产生的, 这种作用力可以对内外线圈都产生压力, 原因是线圈端部的磁场最大, 因为受到的压力也最大, 但中部却非常小, 以致线圈的另一端力的方向发生改变。二是由于内外安匝不平衡所产生的辐向漏磁与载流导体作用二产生的, 安匝越不平衡产生轴向力也就越大, 此时内线圈受到压力、外线圈受到拉力。由于内外线圈的压缩二产生的机械力极有可能造成圈匝间的绝缘损伤, 甚至是线圈的绝缘变形或者是导线的断裂。
(2) 常见的变形分析。
(1) 对于高压线圈来说, 由于处于外层, 轴向拉伸应力和辐向应力的作用下, 往往会造成端部压钉松动、垫块飞出, 夹件、拉板、紧固钢带等发生变形。 (2) 对于中低压线圈来说, 由于处于内柱或者中间, 在轴向和辐向压缩力的作用下往往会发生压钉松动、垫块位移, 匝间垫块位移、线饼扭曲等。 (3) 对于分接区、纽接区来说, 一般这个区域的安匝平衡度差, 易产生漏磁场, 所以受到的电动力也相对来说大的多, 很容易产生变形和损坏, 形成波浪状。 (4) 对于线圈引线来说, 电动力往往会破坏线圈引线的绝缘距离, 如果引线距离箱壁太近则会形成放电, 若果引线之间距离太近, 则容易是绝缘受损, 形成潜伏性故障。
当变压器发生短路时, 其线圈中的电流可能同时增大到额定电流的几倍或几十倍, 产生大量的热量, 致使变压器严重发热, 是的变压器的绝缘材料受到严重的损坏, 继而发生变压器的击穿或者损坏事故。
变压器的出口短路主要有三相短路、两相短路、单相接地短路、两项接地短路等四种类型。其中单相接地短路故障率最高, 约为短路故障的65%左右, 两项接地短路和两项短路基本都在10%～20%之间, 三相短路故障率一般较低, 仅占5%左右, 但三相短路时的电流却最大。
变压器出口短路的原因很多, 很复杂, 因此, 应该从整体上进行预防。
第一, 在技术层面上:在保证变压器性能指标和温升限值的前提下, 从短路过程的动态过程出发, 对技术参数进行合理的选择、对受力的状况进行合理的分析;对于绝缘部分, 各个方向都应有牢固的支撑, 保证线圈承受的压力可以均匀的传递到铁芯柱上;在铁芯方面应该采用无间隙配合和互锁结构, 使其成为一个坚固的整体。
第二, 对于企业来说, 应该加强对变压器设备的选型、监造、验收和维护, 明确专责人员进行跟踪。
第三, 优化运行的条件及方式。比如, 重视电缆的安装及检修, 对于重要的中低压母线, 可以考虑全封闭, 配备高质量的开关, 防止发生拒分等现象, 采取装备用电源自投装置减少短路时的电流和简化保护装置等。
第四, 加强变压器的运行管理。如严格执行变压器的交接试验规程, 在运行中加强变压器油色谱分析、实施在线监测技术。
本文主要讨论了出口短路后, 电动力、绝缘过热等对变压器的危害。并在其预防措施进行探讨。
摘要：变压器作为输变电系统的心脏, 对电网的安全运行具有重要的意义。随着电容量的不断增加, 出口短路现象不断突出。本文对出口短路的原理, 对变电器造成的危害进行了系统的分析, 并在此基础上对如何有效预防出口漏电提出了几点建议。
关键词：变压器,出口短路,危害文献,预防措施
[1] 变压器出口短路的危害[OL].百度文库:http://wenku.baidu.com/view/f3af79fd941ea76e58fa045e.html
[2] 变压器出口短路的危害及预防措施[OL].百度文库:http://wenku.baidu.com/view/4230ab4a2e3f5727a5e96208.h t m l.
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