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變壓器短路故障原因分析

發(fā)布時(shí)間:2013-06-06      新聞來(lái)源:一覽變壓器英才網(wǎng)

   

    因變壓器出口短路導(dǎo)致變壓器內(nèi)部故障和事故的原因很多,也比較復(fù)雜,它與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料的質(zhì)量、工藝水平、運(yùn)行工況等因數(shù)有關(guān),但電磁線的選用是關(guān)鍵。從近幾年解剖變壓器,對(duì)其事故進(jìn)行分析來(lái)看,與電磁線有關(guān)的大致有以下幾個(gè)原因。
    1.基于變壓器靜態(tài)理論設(shè)計(jì)而選用的電磁線,與實(shí)際運(yùn)行時(shí)作用在電磁線上的應(yīng)力差異較大。
    2.目前各廠家的計(jì)算程序中是建立在漏磁場(chǎng)的均勻分布、線匝直徑相同、等相位的力等理想化的模型基礎(chǔ)上而編制的,而事實(shí)上變壓器的漏磁場(chǎng)并非均勻分布,在鐵軛部分相對(duì)集中,該區(qū)域的電磁線所受到機(jī)械力也較大;換位導(dǎo)線在換位處由于爬坡會(huì)改變力的傳遞方向,而產(chǎn)生扭矩;由于墊塊彈性模量的因數(shù),軸向墊塊不等距分布,會(huì)使交變漏磁場(chǎng)所產(chǎn)生的交變力延時(shí)共振,這也是為什么處在鐵心軛部、換位處、有調(diào)壓分接的對(duì)應(yīng)部位的線餅首先變形的根本原因。
    3.抗短路能力計(jì)算時(shí)沒(méi)有考慮溫度對(duì)電磁線的抗彎和抗拉強(qiáng)度的影響。按常溫下設(shè)計(jì)的抗短路能力不能反映實(shí)際運(yùn)行情況,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,電磁線的溫度對(duì)其屈服極限?0.2影響很大,隨著電磁線的溫度提高,其抗彎、抗拉強(qiáng)度及延伸率均下降,在250℃下抗彎抗拉強(qiáng)度要比在50℃時(shí)下降10%以上,延伸率則下降40%以上。而實(shí)際運(yùn)行的變壓器,在額定負(fù)荷下,繞組平均溫度可達(dá)105℃,最熱點(diǎn)溫度可達(dá)118℃。一般變壓器運(yùn)行時(shí)均有重合閘過(guò)程,因此如果短路點(diǎn)一時(shí)無(wú)法消失的話,將在非常短的時(shí)間內(nèi)(0.8s)緊接著承受第二次短路沖擊,但由于受第一次短路電流沖擊后,繞組溫度急劇增高,根據(jù)GBl094的規(guī)定,最高允許250℃,這時(shí)繞組的抗短路能力己大幅度下降,這就是為什么變壓器重合閘后發(fā)生短路事故居多。
    4.采用普通換位導(dǎo)線,抗機(jī)械強(qiáng)度較差,在承受短路機(jī)械力時(shí)易出現(xiàn)變形、散股、露銅現(xiàn)象。采用普通換位導(dǎo)線時(shí),由于電流大,換位爬坡陡,該部位會(huì)產(chǎn)生較大的扭矩,同時(shí)處在繞組二端的線餅,由于幅向和軸向漏磁場(chǎng)的共同作用,也會(huì)產(chǎn)生較大的扭矩,致使扭曲變形。如楊高500kV變壓器的A相公共繞組共有71個(gè)換位,由于采用了較厚的普通換位導(dǎo)線,其中有66個(gè)換位有不同程度的變形。另外吳涇1l號(hào)主變,也是由于采用普通換位導(dǎo)線,在鐵心軛部部位的高壓繞組二端線餅均有不同翻轉(zhuǎn)露線的現(xiàn)象。
    5.采用軟導(dǎo)線,也是造成變壓器抗短路能力差的主要原因之一。由于早期對(duì)此認(rèn)識(shí)不足,或繞線裝備及工藝上的困難,制造廠均不愿使用半硬導(dǎo)線或設(shè)計(jì)時(shí)根本無(wú)這方面的要求,從發(fā)生故障的變壓器來(lái)看均是軟導(dǎo)線。
    6.繞組繞制較松,換位或糾位爬坡處處理不當(dāng),過(guò)于單薄,造成電磁線懸空。從事故損壞位置來(lái)看,變形多見(jiàn)換位處,尤其是換位導(dǎo)線的換位處。
    7.繞組線匝或?qū)Ь之間未固化處理,抗短路能力差。早期經(jīng)浸漆處理的繞組無(wú)一損壞。
    8.繞組的預(yù)緊力控制不當(dāng)造成普通換位導(dǎo)線的導(dǎo)線相互錯(cuò)位。
    9.套裝間隙過(guò)大,導(dǎo)致作用在電磁線上的支撐不夠,這給變壓器抗短路能力方面增加隱患。
    10.作用在各繞組或各檔預(yù)緊力不均勻,短路沖擊時(shí)造成線餅的跳動(dòng),致使作用在電磁線上的彎應(yīng)力過(guò)大而發(fā)生變形。
    11.外部短路事故頻繁,多次短路電流沖擊后電動(dòng)力的積累效應(yīng)引起電磁線軟化或內(nèi)部相對(duì)位移,最終導(dǎo)致絕緣擊穿。

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