變電站220kV變壓器抗短路能力的試驗探究

摘 要：在整個的供電服務系統中，變壓器承擔著重要的功能和任務，是電能配置的中心，變壓器主要通過電壓的變化來調節電能的分配，變壓器自身的性質、功能將極大地影響到電力系統的運行，然而，變壓器抗短路能力對于整個變壓器有著十分重要作用。本文首先對變壓器短路故障進行調查，然后以試驗的方式分析了短路成因以及抗短路因素。

關鍵詞：變壓器；短路故障；成因；對策

中圖分類號：TM407 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）12-0070-01

前 言

變壓器短路故障是一種常見的故障，對此需要對變壓器的抗短路能力進行測試，通過測試來分析變壓器的短路成因，以及當它遇到故障時的短路抵抗力，再參照行業規定的標準來對變壓器進行設計、施工，提高變壓器的抗短路性能，從而確保其抗短路能力，這樣才能確保變壓器自身優勢功能的發揮。

1 變壓器短路故障現狀調查

變壓器在整個電力系統中發揮著重要作用，變壓器故障將影響系統的運行，其中短路故障為主要故障，容易導致變壓器繞組受損，根據某地區的調查顯示，如表1，短路故障占比達到30%以上，對此可看出，變壓器抗短路能力有限，需要在變壓器的設計、技術等方面進行更新，同時，又要找到科學的方法來預測故障，可以采用繞組變形測試技術。

從表1能夠看到，變壓器短路故障仍然占據較大比重，國家已經在變壓器抗短路方面積極優化、改進，而且一些220kV變壓器試驗證實也能經受住短路試驗，然而，由于變壓器設計、工藝、技術等的不足，使得220kV或者高于220kV變壓器依然存在短路故障問題，對此，依然需要進一步的試驗來探究。實踐研究得出：變壓器短路所造成的故障多數是繞組變形故障，繞組失穩或受損則必將帶來變壓器的故障。對此，對于任何一個變啊喲去都需要抗繞組試驗，再從其材料質地、工藝類型等入手來深入剖析此變壓器的抗短路能力。

2 繞組變形與短路故障關系與危害

根據國家電力行業的相關規程，變壓器繞組主要是因為變壓器在機械力、點動力等的強烈干擾下所導致的變壓器直徑、大小等的突變，通常變壓器局部部位有變形、扭曲、錯位等問題，或者變壓器在運輸過程中由于受到外界沖擊力的影響也可能出現繞組變形。變壓器出現繞組變形多數是在短路沖擊下所導致，繞組變形也使得變壓器的抗短路能力有所下降，從而影響其正常工作，甚至可能帶來其他系統的故障。

變壓器的繞組變形會帶來多方面的故障和危害，一旦變壓器存在繞組變形問題，而且未能及時地發現問題，則可能帶來更多的隱患。具體體現在：

（1）絕緣距離的變動。如果固體絕緣受損則很容易引發局部部位放電，而且如果在雷雨交加的時節，還可能導致匝間、餅間擊穿等問題，進而導致絕緣故障，最嚴重的故障就是絕緣擊穿。

（2）繞組功能逐步下降時，繞組假設不斷地遭到短路故障的侵襲，則可能出現局部受損。

變壓器繞組變形多數是短路故障所致，對此需要檢測變壓器是否有繞組變形，以及繞組變形的嚴重程度、具體部位等，再對應選擇處理方法。

3 繞組變形的試驗評估

變電站變壓器抗法短路能力試驗重點從以下因素出發：變壓器的材料、質地、設計等，因為國家的質量規定標準也是在這幾個關鍵方面作出規定，確保短路電流侵襲時變壓器保持完好，如果材料、部件等的參數值變化，則會影響變壓器的抗熱能力與抗短路能力。變壓器抗短路動穩定的能力則應參照機械強度來加以設計、評價，具體的評估則應在某一短路故障狀態下，查看變壓器所能承受的最大機械力或應力值，而且要對比相似變壓器通過試驗的數值，也可以根據生產企業所提供的抗短路設計規范來加以評價。總結起來：變壓器抗短路能力評估分兩組方法：①對比評估法，也就是讓變壓器同已經通過短路試驗的合格變壓器來比較。②根據國際標準來對變壓器的抗短路能力進行試驗評估。

此次試驗采用對比評估方式，將一個具有合格抗短路能力的變壓器作為參照對象，此變壓器得到了相關權威部門的質檢認定，短路實驗后具有抗短路能力，或者也可以根據國際標準來對變壓器的抗短路能力來測試。一切將要投入運行的變壓器，都需要經過權威部門，依照質檢規定等來進行試驗檢查，具體的短路試驗有若干個分接選擇，短路阻抗測試數據見表2所示。

經過實驗得出，變壓器實際工作中難免遭受多種短路電流的營銷，其中出口部位最為薄弱部位，由于受到短路電流的沖擊，則可能使得繞組處于高溫狀態，從而出現變形、受損等問題。短路電流沖擊是造成變壓器繞組變形的首要成因之一，繞組則是由多個絕緣墊塊構成，而且墊塊質檢的壓緊度、彈性等也將影響其抗短路能力。同時，繞組變形還可能因為保護系統自身功能減退、運轉不暢等，保護系統存在死區等，當系統處于短路狀態下，保護動作不及時，不能及時地跳閘進而釀成了短路故障。同時，繞組自身所承受的短路故障的能力也可能下降，則將影響變壓器的穩定工作。

4 試驗總結

變壓器經過抗短路能力試驗后總結出，要想方設法增強變壓器內線圈機械強度，具體方法為：選擇質地較硬、自粘性導線，也可以把線圈纏繞在質地較硬的絕緣棒。變電站在引進變壓器前應該要求生產廠家提供變壓器的參數報告，而且要專門針對變壓器抗短路問題提供行之有效的措施，從而在緊急狀態下采取應對措施。為了提高變壓器的抗短路能力，則要盡量讓其線圈軸向壓緊，具體方法為：選擇預密化的線圈墊塊，而且要確保內部、外部的線圈都能被壓緊，可以對線圈進行整體套裝操作，而且對其進行烘干處理，并同步檢測具體的壓緊水平，如果是超過220kV的變壓器則適合選擇單獨的調壓繞組以此來控制軸向力。

參考文獻

[1]趙家禮，等編著.變壓器故障診斷與修理[M].機械工業出版社，1998.

[2]中國南方電網有限公司.《電力設備預防性試驗規程》（Q/CSG114002-2011）.

收稿日期：2018-3-25