電力變壓器抗短路試驗情況及提高措施分析

摘 要： 電力變壓器是通過電磁感應將一個系統的交流電壓和電流轉換為另一個系統的電壓和電流的電力設備；由鐵心和套于其上的兩個或多個繞組組成；是傳輸、分配電能的樞紐，是電力網的核心元件，其可靠運行不僅關系到廣大用戶的電能質量，也關系到整個系統的安全程度。電力變壓器的可靠性由其質量狀況決定，不僅取決于設計制造、結構，也與檢修維護密切相關。

關鍵詞： 變壓器；短路；提高措施

中圖分類號：TM4 文獻標識碼：A

1 電力變壓器概述

電子電力變壓器主要是采用電力電子技術實現的。其基本原理為在原方將工頻信號通過電力電子電路轉化為高頻信號，即升頻，然后通過中間高頻隔離變壓器耦合到副方，再還原成工頻信號，即降頻。通過采用適當的控制方案來控制電力電子裝置的工作，從而將一種頻率、電壓、波形的電能變換為另一種頻率、電壓、波形的電能。由于中間隔離變壓器的體積取決于鐵芯材質的飽和磁通密度以及鐵芯和繞組的最大答應溫升，而飽和磁通密度和工作頻率成反比，這樣進步其工作頻率就可進步鐵芯的利用率，從而減小變壓器的體積并進步其整體效率。

2 變壓器短路試驗現狀

變壓器在電力系統中運行，難以避免地要發生一些短路事件，視短路事件的嚴重程度與變壓器抗短路能力的強弱，有時相安無事，有時則發生損壞。一臺配電變壓器的損壞，要短期影響一個工廠企業，而一臺電力變壓器的短路事故，則影響一個城市地區，更換措施難度很大，而修復需2-3個月，因此，提高電力變壓器的抗短路能力，一直是電力部門十分關注的事，也是制造部門努力奮斗的主要目標。

20世紀90年代以前，我國只有西安、沈陽、上海、北京4個強電流試驗室（站），其設施主要是為開關行業做開關容量試驗的，但也能試驗配電變壓器。為此在80年代初、中期，沈陽變壓器研究所負責統一設計的SL7型與老S9-30～1600kVA/10kV配電變壓器，各廠試制的樣機均在以上試驗室（站）做了短路試驗，SL7型試驗合格14臺，老S9型試驗合格12臺。試驗取得成功后又試制新S9型，第一批試驗合格37臺，新S9型合格率達到90%以上（荷蘭KEMA試驗外國配電變壓器，一次合格率50%），截止到1996年，包括S7型在內各試驗室（站）已試驗配電變壓器約300臺。

十幾年來，我國對配電變壓器做了大量的短路試驗，而且對每一種損壞情況，均作了改進，從而使合格率達到90%以上，比國外合格率50%高出很多，這在電網實際運行中已經得到證實，取得了可喜成績。可以說，配電變壓器的抗短路強度的基本解決靠的是“實際試驗”，這是一條很重要的經驗。

3 提高電力變壓器抗短路能力的措施

3.1規范設計，重視線圈制造的軸向壓緊工藝。

制造廠家在設計時，除要考慮變壓器降低損耗，提高絕緣水平外，還要考慮到提高變壓器的強度和抗短路故障能力。在制造工藝方面，由于很多變壓器都采用了絕緣壓板，且高低壓線圈共用一個壓板，這種結構要求要有很高的制造工藝水平，應對墊塊進行密化處理，在線圈加工好后還要對單個線圈進行恒壓干燥，并測量出線圈壓縮后的高度；同一壓板的各個線圈經過上述工藝處理后，再調整到同一高度，并在總裝時用油壓裝置對線圈施加規定的壓力，最終達到設計和工藝要求的高度。在總裝配中，除了要注意高壓線圈的壓緊情況外，還要特別注意低壓線圈壓緊情況的控制。

3.2對變壓器進行短路試驗，以防患于未然。

大型變壓器的運行可靠性，首先取決于其結構和制造工藝水平，其次是在運行過程中對設備進行各種試驗，及時掌握設備的工況。要了解變壓器的機械穩定性，可通過承受短路試驗，針對其薄弱環節加以改進，以確保對變壓器結構強度設計時做到心中有數。

3.3使用可靠的繼電保護與自動重合閘系統。

系統中的短路事故是人們竭力避免而又不能絕對避免的事故，特別是10KV線路因誤操作、小動物進入、外力以及用戶責任等原因導致短路事故的可能性極大。因此對于已投入運行的變壓器，首先應配備可靠的供保護系統使用的直流電源，并保證保護動作的正確性。結合目前運行中變壓器杭外部短路強度較差的情況，對于系統短路跳閘后的自動重合或強行投運，應看到其不利的因素，否則有時會加劇變壓器的損壞程度，甚至失去重新修復的可能。目前已有些運行部門根據短路故障是否能瞬時自動消除的概率，對近區架空線（如2km以內）或電纜線路取消使用重合問，或者適當延長合間間隔時間以減少因重合閘不成而帶來的危害，并且應盡量對短路跳閘的變壓器進行試驗檢查。

3.4 積極開展變壓器繞組的變形測試診斷。

通常變壓器在遭受短路故障電流沖擊后，繞組將發生局部變形，即使沒有立即損壞，也有可能留下嚴重的故障隱患。首先，絕緣距離將發生改變，固體絕緣 受到損傷，導致局部放電發生。當遇到雷電過電壓作用時便有可能發生匝間、餅間擊穿，導致突發性絕緣事故，甚至在正常運行電壓下，因局部放電的長期作用 也可能引發絕緣擊穿事故。其次，繞組機械性能下降，當再次遭受短路事故時，將承受不住巨大的電動力作用而發生損壞事故。

3.5 加強現場施工和運行維護中的檢查，使用可靠的短路保護系統。

現場進行變壓器的安裝時，必須嚴格按照廠家說明和規范要求進行施工，嚴把質量關，對發現的隱患必須采取相應措施加以消除。運行維護人員應加強變壓器的檢查和維護保修管理工作，以保證變壓器處于良好的運行狀況，并采取相應措施，降低出口和近區短路故障的幾率。為盡量避免系統的短路故障，對于己投運的變壓器，首先配備可靠的供保護系統使用的直流系統，以保證保護動作的正確性；其次，應盡量對因短路跳閘的變壓器進行試驗檢查，可用頻率響應法測試技術測量變壓器受到短路跳閘沖擊后的狀況，根據測試結果有目的地進行吊罩檢查，這樣就可有效地避免重大事故的發生。

結語

變壓器能否承受各種短路電流主要取決于變壓器結構設計和制造工藝，且與運行管理、運行條件及施工工藝水平等方面有很大的關系，變壓器短路事故對電網系統的運行危害極大，為避免事故的發生，應從多方面采取有效的控制措施，以保證變壓器及電網系統的安全穩定運行。

參考文獻

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