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变压器短路故障原因分析:

发布时间:2021-08-18人气:15

因变压器出口短路导致变压器内部故障和事故的原因很多,也比较复杂,它与结构设计、原材料的质量、工艺水平、运行工况等因数有关,但电磁线的选用是关键。从近几年解剖变压基于变压器静态理论设计而选用的电磁线,与实际运行时作用在电磁线上的应力差异较大。

 (1)目前各厂家的计算程序中是建立在漏磁场的均匀分布、线匝直径相同、等相位的力等理想化的模型基础上而编制的,而事实上变压器的漏磁场并非均匀分布,在铁轭部分相对集中,该区域的电磁线所受到机械力也较大;换位导线在换位处由于爬坡会改变力的传递方向,而产生扭矩;由于垫块弹性模量的因数,轴向垫块不等距分布,会使交变漏磁场所产生的交变力延时共振,这也是为什么处在铁心轭部、换位处、有调压分接的对应部位的线饼首先变形的根本原因。

(2)抗短路能力计算时没有考虑温度对电磁线的抗弯和抗拉强度的影响。按常温下设计的抗短路能力不能反映实际运行情况,根据试验结果,电磁线的温度对其屈服极限?0.2影响很大,随着电磁线的温度提高,其抗弯、抗拉强度及延伸率均下降,在250℃下抗弯抗拉强度要比在50℃时下降上,延伸率则下降40%以上。而实际运行的变压器,在额定负荷下,绕组平均温度可达105℃,最热点温度可达118℃。一般变压器运行时均有重合闸过程,因此如果短路点一时无法消失的话,将在非常短的时间内(0.8s)紧接着承受第二次短路冲击,(电工之家http://www.pw0.cn)但由于受第一次短路电流冲击后,绕组温度急剧增高,根据GBl094的规定,最高允许250℃,这时绕组的抗短路能力己大幅度下降,这就是为什么变压器重合闸后发生短路事故居多。 

  (3)采用普通换位导线,抗机械强度较差,在承受短路机械力时易出现变形、散股、露铜现象。采用普通换位导线时,由于电流大,换位爬坡陡,该部位会产生较大的扭矩,同时处在绕组二端的线饼,由于幅向和轴向漏磁场的共同作用,也会产生较大的扭矩,致使扭曲变形。如杨高500kV变压器的A相公共绕组共有71个换位,由于采用了较厚的普通换位导线,其中有66个换位有不同程度的变形。另外吴泾1l号主变,也是由于采用普通换位导线,在铁心轭部部位的高压绕组二端线饼均有不同翻转露线的现象。 

  (4)采用软导线,也是造成变压器抗短路能力差的主要原因之一。由于早期对此认识不足,或绕线装备及工艺上的困难,制造厂均不愿使用半硬导线或设计时根本无这方面的要求,从发生故障的变压器来看均是软导线。

  (5)绕组绕制较松,换位处理不当,过于单薄,造成电磁线悬空。从事故损坏位置来看,变形多见换位处,尤其是换位导线的换位处。

  (6)绕组线匝或导线之间未固化处理,抗短路能力差。早期经浸漆处理的绕组无一损坏。 

  (7)绕组的预紧力控制不当造成普通换位导线的导线相互错位。

  (8)套装间隙过大,导致作用在电磁线上的支撑不够,这给变压器抗短路能力方面增加隐患.

  (9)作用在各绕组或各档预紧力不均匀,短路冲击时造成线饼的跳动,致使作用在电磁线上的弯应力过大而发生变形.

   (10)外部短路事故频繁,多次短路电流冲击后电动力的积累效应引起电磁线软化或内部相对位移,最终导致绝缘击穿。

 变压器短路损坏的常见部位

   对应铁轭下的部位。该部位发生变形原因有:(1)短路电流所产生的磁场是通过油和箱壁或铁心闭合,由于铁轭的磁阻相对较小,故大多通过油路和铁轭间闭合,磁场相对集中,作用在线饼的电磁力也相对较大;(2)内绕组套装间隙过大或铁心绑扎不够紧实,导致铁心片二侧收缩变形,致使铁轭侧绕组曲翘变形;(3)在结构上,轭部对应绕组部分的轴向压紧是最不可靠的,该部位的线饼往往难以达到应有的预紧力,因而该部位的线饼最易变形。

   调压分接区域及对应其他绕组的部位。该区域由于:(1)安匝不平衡使漏磁分布不均衡,其幅向额外产生的漏磁场在线圈中产生额外轴向外力,这些力的方向总是使产生这些力的不对称性增大。轴向外力和正常幅向漏磁所产生的轴向内力一样,使线饼向竖直方向弯曲,并压缩线饼件的垫块,除此之外,这些力还部分地或全部地传到铁轭上,力求使其离开心柱,出现线饼向绕组中部变形或翻转现象。(2)该部位的线饼为力求安匝平衡或分接区间的应有绝缘距离,往往要增加较多的垫块,较厚的垫块致使力的传递延时,因而对线饼撞击也较大;(3)绕组套装后不能确保中心电抗高度对齐,致使安匝进一步加剧不平衡;(4)运行一段时间后,较厚的垫块自然收缩量较大,一方面加剧安匝不平衡现象,另一方面受短路力时跳动加剧;(5)在设计时间为力求安匝平衡,分接区的电磁线选用了较窄或较小截面的线规,抗短力能力低。


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