[行业技术文章]变压器运行中短路损坏的原因分析

摘要：经由过程上海近几年出口短路造成变压器损坏的具体实例分析了由于电磁线缘由造成变压器损坏和今朝存在的问题，并就电力变压器的设计和电磁线的选用提出了建议。关头词：变压器抗短路能力电动力绕组电磁线事故1　前言近年来，变压器事故时有发生，而且有增加的趋向。从变压器事故情况分析来看，抗短路能力不够已成为电力变压器事故的重要缘由，对电网造成很年夜风险，严重影响电网平安运行。本文就上海市电力公司近十多年来因电力变压器外部短路而造成损坏事故的情况作一分类分析，进而提出今朝有关电磁线选用存在的问题和削减这一类事故的措施，以促进制造厂对产物的改良和完善，同时促使运行单元进一步提高运行经管水平。2　变压器短路事故情况从1993年1月至2002年12月，上海电网变压器累计发生短路损坏事故17台次，占整个损坏事故的77.3％，为主要损坏缘由，总容2750MVA。其中500kV级2台次、220kV级13台次、110kV级2台，低压线圈严重变形不能不更换线圈的220kV级1台，110kV级1台，在变压器改造中发现220kV级低压绕组有变形现象4台，运行中发现500kV绕组有变形迹象有2台。出格自1995年以来，变压器损坏事故呈上升趋向，而且事故影响范围不竭在扩年夜，其事故主要浮现形式为：1)外部屡次短路冲击，线圈变形逐渐严重，终尽缘击穿损坏占多数；2)外部短时内频仍受短路冲击而损坏；3)长时间短路冲击而损坏；4)一次短路冲击就损坏。3　变压器短路损坏的主要形式凭据近几年的变压器因出口短路而发生损坏的情况，变压器在短路故障时，其损坏主要有以下几种特征及发生的缘由。3.1轴向失稳这类损坏主要是在辐向漏磁发生的轴向电磁力作用下，致使变压器绕组轴向变形，该类事故占整个损坏事故的52.9％。3.1.1线饼上下弯曲变形这类损坏是由于两个轴向垫块间的导线在轴向电磁力作用下，因弯矩过年夜发生性变形，凡是两饼间的变形是对称的。3.1.2绕组或线饼倾圮这类损坏是由于导线在轴向力作用下，相互挤压或撞击，致使倾斜变形。若是导线原始稍有倾斜，则轴向力促使倾斜增加，严重时就倾圮；导线高宽比例年夜，就愈容易引发倾圮。端部漏磁场除轴向份外，还存在辐向份，二个标的目的的漏磁所发生的合成电磁力致使内绕组导线向内翻转，外绕组向外翻转。3.1.3绕组升起将压板撑开这类损坏往往是由于轴向力过年夜或存在其端部支持件强度、刚度不够或装配有缺陷。3.2辐向失稳这类损坏主要是在轴向漏磁发生的辐向电磁力作用下，致使变压器绕组辐向变形，占整个损坏事故的41.2。3.2.1外绕组导线伸长致使尽缘破损辐向电磁力贪图使外绕组直径变年夜，看成用在导线的拉应力过年夜会发生性变形。这类变形凡是陪伴导线尽缘破损而造成匝间短路，严重时会引发线圈嵌进、乱圈而倾圮，甚至断裂。3.2.2绕组端部翻转变形端部漏磁场除轴向份外，还存在辐向份，二个标的目的的漏磁所发生的合成电磁力致使绕组导线向内翻转，外绕组向外翻转。3.2.3内绕组导线弯曲或曲翘辐向电磁力使内绕组直径变小，弯曲是由两个支持(内撑条)间导线弯矩过年夜而发生性变形的成效。若是铁心绑扎足够紧实及绕组辐向撑条有用支持，而且辐向电动力沿圆周标的目的均布的话，这类变形是对称的，整个绕组为多边星形。然而，由于铁芯受压变形，撑条受支持情况不不异，沿绕组圆周受力是不平均的，现实上经常发生局部失稳形成曲翘变形。3.3引线固定失稳这类损坏主要由于引线间的电磁力作用下，造成引线振动，致使引线间短路，这类事故较少见。4　变压器短路损坏的常见部位凭据近几年的变压器因出口短路而发生损坏的情况，变压器在短路故障时，其绕组损坏部位主要有以下几种。4.1对应铁轭下的部位该部位发生变形缘由有：(1)短路电流所发生的磁场是经由过程油和箱壁或铁心闭合，由于铁轭的磁阻相对较小，故年夜多经由过程油路和铁轭间闭合，磁场相对集中，作用在线饼的电磁力也相对较年夜；(2)内绕组套装间隙过年夜或铁心绑扎不够紧实，致使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，轭部对应绕组部门的轴向压紧是不成靠的，该部位的线饼往往难以到达应有的预紧力，因而该部位的线饼易变形。4.2调压分接区域及对应其他绕组的部位该区域由于：(1)安匝不服衡使漏磁散布不平衡，其幅向额外发生的漏磁场在线圈中发生额外轴向外力，这些力的标的目的总是使发生这些力的不合错误称性增年夜。轴向外力和正常幅向漏磁所发生的轴向内力一样，使线饼向竖直标的目的弯曲，并压缩线饼件的垫块，除此之外，这些力还部门地或全数地传到铁轭上，力图使其脱离心柱，泛起线饼向绕组中部变形或翻转现象；(2)该部位的线饼为力图安匝平衡或分接区间的应有尽缘距离，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年夜；(3)绕组套装后不能确保中心电抗高度对齐，致使安匝进一步加重不服衡；(4)运行一段时间后，较厚的垫块自然收缩较年夜，一方面加重安匝不服衡现象，另外一方面受短路力时跳动加重；(5)在设计时间为力图安匝平衡，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。4.3换位部位这部位的变形常见于换位导线的换位和单螺旋的尺度换位处。换位导线的换位，由于其换位的爬坡较普通导线的换位为陡，使线匝半径分歧的换位处发生相反的切向力，这对年夜小相等标的目的相反的切向力，致使内绕组的换位向直径变小，标的目的变形，外绕组的换位力图线匝半径不异，使换位拉直，内换位向中心变形，外换位向外变形，而且换位导线厚度越厚，爬坡越陡，变形越严重。另外，换位处还存在轴向短路电流份，所发生的附加力，致使线饼变形加重。单螺旋的尺度换位，在空间上要占一匝的位置，造成该部位安匝不服衡，同时又具有换位导线换位变形特征，是以该部位的线饼更容易变形。4.4绕组的引出线常见于斜口螺旋结构的绕组，该结构的绕组，由于二个螺旋口安匝不服衡，轴向力年夜，同时又有轴向电流存在，使引出线拐角部位发生一个横向力而发生扭曲变形现象。另外螺缭绕组在绕制进程中，有残剩应力存在，会使绕组力图恢回复复兴状现象，故螺旋结构的绕组，受短路电流冲击下更容易扭曲变形。4.5引线间常见于低压引线间，低压引线由于电压低流过电流年夜，相位120度，使引线相互吸引，若是引线固定不妥的话，会发生相间短路。变压器运行中短路损坏的缘由分析