變壓器出口短路的危害分析及預(yù)防

摘 要：變壓器作為輸變電系統(tǒng)的心臟，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重要的意義。隨著電容量的不斷增加，出口短路現(xiàn)象不斷突出。本文對(duì)出口短路的原理，對(duì)變電器造成的危害進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)如何有效預(yù)防出口漏電提出了幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：變壓器 出口短路 危害文獻(xiàn) 預(yù)防措施

中圖分類號(hào)：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（c）-0120-01

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力供應(yīng)的可靠性提出了更高的要求。變壓器作為輸變電系統(tǒng)的心臟，對(duì)電力系統(tǒng)電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有積極重要的意義。然而隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增加，系統(tǒng)的短路容量和短路電流也在不斷提高。在變壓器的運(yùn)行過(guò)程中一旦出現(xiàn)短路問(wèn)題，強(qiáng)大的短路電力所產(chǎn)生的超過(guò)運(yùn)行溫度數(shù)倍的高溫和強(qiáng)大的機(jī)械應(yīng)力就會(huì)使變壓器受到損壞，嚴(yán)重影響到供電的穩(wěn)定性。

1 出口短路故障對(duì)變壓器的危害

變壓器是依靠絕緣的高壓導(dǎo)線、母線導(dǎo)流排或高壓電纜，通過(guò)斷路器分別與發(fā)電機(jī)組、電力系統(tǒng)、配電母線和用戶配電線路相連接的。但由于斷路器及其他相關(guān)裝置都具有一定的動(dòng)作時(shí)間，無(wú)法零時(shí)間的消除故障點(diǎn)，所以，變壓器極容易受到短路電流的沖擊，對(duì)變壓器產(chǎn)生危害。

1.1 電動(dòng)力對(duì)變壓器的危害

變壓器在運(yùn)行的過(guò)程中，存在著電流和漏磁場(chǎng)，將會(huì)在變壓器的繞組上產(chǎn)生電動(dòng)力，該電動(dòng)力的大小與漏磁場(chǎng)的磁通密度、通過(guò)電流的大小成正比。當(dāng)變壓器正常運(yùn)行時(shí)，在其導(dǎo)線上產(chǎn)生的電動(dòng)力非常小，但一旦出現(xiàn)短路，就是出現(xiàn)十幾倍到幾十倍的短路電流，繼而產(chǎn)生幾百至上千倍于額定電流時(shí)的電動(dòng)力，極易造成變壓器繞組的失穩(wěn)變形、絕緣受傷、匝間短路等，繼而使得變壓器受損。

電動(dòng)力對(duì)變壓器的破壞往往表現(xiàn)在：繞組的壓緊件變形損壞、上夾間的鋼支板被頂彎、壓釘支板脫落、壓釘彎曲位移、端部壓包環(huán)崩裂、引線木支架斷裂損壞等，同時(shí)還可能存在內(nèi)部繞組被局部壓彎、外側(cè)繞組被松動(dòng)或拉斷、繞組線餅沿軸向發(fā)生變形。

（1）軸向力產(chǎn)生的原因分析。

軸向力的產(chǎn)生可以分為兩個(gè)部分：一是由于線圈端部漏磁彎曲部分的輻向分量與載流導(dǎo)體作用二產(chǎn)生的，這種作用力可以對(duì)內(nèi)外線圈都產(chǎn)生壓力，原因是線圈端部的磁場(chǎng)最大，因?yàn)槭艿降膲毫σ沧畲螅胁繀s非常小，以致線圈的另一端力的方向發(fā)生改變。二是由于內(nèi)外安匝不平衡所產(chǎn)生的輻向漏磁與載流導(dǎo)體作用二產(chǎn)生的，安匝越不平衡產(chǎn)生軸向力也就越大，此時(shí)內(nèi)線圈受到壓力、外線圈受到拉力。由于內(nèi)外線圈的壓縮二產(chǎn)生的機(jī)械力極有可能造成圈匝間的絕緣損傷，甚至是線圈的絕緣變形或者是導(dǎo)線的斷裂。

（2）常見(jiàn)的變形分析。

①對(duì)于高壓線圈來(lái)說(shuō)，由于處于外層，軸向拉伸應(yīng)力和輻向應(yīng)力的作用下，往往會(huì)造成端部壓釘松動(dòng)、墊塊飛出，夾件、拉板、緊固鋼帶等發(fā)生變形。②對(duì)于中低壓線圈來(lái)說(shuō)，由于處于內(nèi)柱或者中間，在軸向和輻向壓縮力的作用下往往會(huì)發(fā)生壓釘松動(dòng)、墊塊位移，匝間墊塊位移、線餅扭曲等。③對(duì)于分接區(qū)、紐接區(qū)來(lái)說(shuō)，一般這個(gè)區(qū)域的安匝平衡度差，易產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，所以受到的電動(dòng)力也相對(duì)來(lái)說(shuō)大的多，很容易產(chǎn)生變形和損壞，形成波浪狀。④對(duì)于線圈引線來(lái)說(shuō)，電動(dòng)力往往會(huì)破壞線圈引線的絕緣距離，如果引線距離箱壁太近則會(huì)形成放電，若果引線之間距離太近，則容易是絕緣受損，形成潛伏性故障。

1.2 絕緣過(guò)熱對(duì)變壓器的危害

當(dāng)變壓器發(fā)生短路時(shí)，其線圈中的電流可能同時(shí)增大到額定電流的幾倍或幾十倍，產(chǎn)生大量的熱量，致使變壓器嚴(yán)重發(fā)熱，是的變壓器的絕緣材料受到嚴(yán)重的損壞，繼而發(fā)生變壓器的擊穿或者損壞事故。

變壓器的出口短路主要有三相短路、兩相短路、單相接地短路、兩項(xiàng)接地短路等四種類型。其中單相接地短路故障率最高，約為短路故障的65%左右，兩項(xiàng)接地短路和兩項(xiàng)短路基本都在10%～20%之間，三相短路故障率一般較低，僅占5%左右，但三相短路時(shí)的電流卻最大。

2 預(yù)防措施

變壓器出口短路的原因很多，很復(fù)雜，因此，應(yīng)該從整體上進(jìn)行預(yù)防。

第一，在技術(shù)層面上：在保證變壓器性能指標(biāo)和溫升限值的前提下，從短路過(guò)程的動(dòng)態(tài)過(guò)程出發(fā)，對(duì)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行合理的選擇、對(duì)受力的狀況進(jìn)行合理的分析；對(duì)于絕緣部分，各個(gè)方向都應(yīng)有牢固的支撐，保證線圈承受的壓力可以均勻的傳遞到鐵芯柱上；在鐵芯方面應(yīng)該采用無(wú)間隙配合和互鎖結(jié)構(gòu)，使其成為一個(gè)堅(jiān)固的整體。

第二，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)變壓器設(shè)備的選型、監(jiān)造、驗(yàn)收和維護(hù)，明確專責(zé)人員進(jìn)行跟蹤。

第三，優(yōu)化運(yùn)行的條件及方式。比如，重視電纜的安裝及檢修，對(duì)于重要的中低壓母線，可以考慮全封閉，配備高質(zhì)量的開關(guān)，防止發(fā)生拒分等現(xiàn)象，采取裝備用電源自投裝置減少短路時(shí)的電流和簡(jiǎn)化保護(hù)裝置等。

第四，加強(qiáng)變壓器的運(yùn)行管理。如嚴(yán)格執(zhí)行變壓器的交接試驗(yàn)規(guī)程，在運(yùn)行中加強(qiáng)變壓器油色譜分析、實(shí)施在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。

本文主要討論了出口短路后，電動(dòng)力、絕緣過(guò)熱等對(duì)變壓器的危害。并在其預(yù)防措施進(jìn)行探討。

參考文獻(xiàn)

[1] 變壓器出口短路的危害[OL].百度文庫(kù)：http：//wenku.baidu.com/view/f3af79fd941ea76e58fa045e.html

[2] 變壓器出口短路的危害及預(yù)防措施[OL]. 百度文庫(kù)：http：//wenku.baidu.com/view/4230ab4a2e3f5727a5e96208.html.