高压变压器短路事故分析

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1、高压变压器短路事故分析高压变压器短路事故分析　　变压器事故时有发生，而且有增长的趋势。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首要原因，对工业电器电网造成很大危害，严重影响电网安全运行。　　　　变压器经常会发生以下事故：外部多次短路冲击，线圈变形逐渐严重，较终绝缘击穿损坏;外部短时内频繁受短路冲击而损坏;长时间短路冲击而损坏;一次短路冲击就损坏。变压器短路损坏的主要形式有以下几种：　　　　1、轴向失稳。这种损坏主要是在辐向漏磁产生的轴向电磁力作用下，导致变压器绕组轴向变形。　　

2、　　2、线饼上下弯曲变形。这种损坏是由于两个轴向垫块间的导线在轴向电磁力作用下，因弯矩过大产生永久性变形，通常两饼间的变形是对称的。　　　　3、绕组或线饼倒塌。这种损坏是由于导线在轴向力作用下，相互挤压或撞击，导致倾斜变形。如果导线原始稍有倾斜，则轴向力促使倾斜增加，严重时就倒塌;导线高宽比例大，就愈容易引起倒塌。端部漏磁场除轴向分量外，还存在辐向分量，二个方向的漏磁所产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。　　　　4、绕组升起将压板撑开。这种损坏往往是因为轴向力过大或存在其端部支撑

3、件强度、刚度不够或装配有缺陷。　　　　5、辐向失稳。这种损坏主要是在轴向漏磁产生的辐向电磁力作用下，导致变压器绕组辐向变形。　　　　6、外绕组导线伸长导致绝缘破损。辐向电磁力企图使外绕组直径变大，当作用在导线的拉应力过大会产生永久性变形。这种变形通常伴随导线绝缘破损而造成匝间短路，严重时会引起线圈嵌进、乱圈而倒塌，甚至断裂。　　　　7、绕组端部翻转变形。端部漏磁场除轴向分量外，还存在辐向分量，二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使绕组导线向内翻转，外绕组向外翻转。　　　　8、内绕组导线弯曲或曲翘。辐向

4、电磁力使内绕组直径变小，弯曲是由两个支撑(内撑条)间导线弯矩过大而产生永久性变形的结果。如果铁心绑扎足够紧实及绕组辐向撑条有效支撑，并且辐向电动力沿圆周方向均布的话，这种变形是对称的，整个绕组为多边星形。然而，由于铁芯受压变形，撑条受支撑情况不相同，沿绕组圆周受力是不均匀的，实际上常常发生局部失稳形成曲翘变形。　　　9、引线固定失稳。这种损坏主要由于引线间的电磁力作用下，造成引线振动，导致引线间短路。　　　　变压器短路故障原因分析：　　　　因变压器出口短路导致变压器内部故障和事故的原因很多，也比较复

5、杂，它与结构设计、原材料的质量、工艺水平、运行工况等因数有关，但电磁线的选用是关键。从近几年解剖变压基于变压器静态理论设计而选用的电磁线，与实际运行时作用在电磁线上的应力差异较大。　　　　(1)目前各厂家的计算程序中是建立在漏磁场的均匀分布、线匝直径相同、等相位的力等理想化的模型基础上而编制的，而事实上变压器的漏磁场并非均匀分布，在铁轭部分相对集中，该区域的电磁线所受到机械力也较大;换位导线在换位处由于爬坡会改变力的传递方向，而产生扭矩;由于垫块弹性模量的因数，轴向垫块不等距分布，会使交变漏磁场所产

6、生的交变力延时共振，这也是为什么处在铁心轭部、换位处、有调压分接的对应部位的线饼首先变形的根本原因。　　　　(2)抗短路能力计算时没有考虑温度对电磁线的抗弯和抗拉强度的影响。按常温下设计的抗短路能力不能反映实际运行情况，根据试验结果，电磁线的温度对其屈服极限?0.2影响很大，随着电磁线的温度提高，其抗弯、抗拉强度及延伸率均下降，在250℃下抗弯抗拉强度要比在50℃时下降上，延伸率则下降40%以上。而实际运行的变压器，在额定负荷下，绕组平均温度可达105℃，较热点温度可达118℃。一般变压器运行时均有

7、重合闸过程，因此如果短路点一时无法消失的话，将在非常短的时间内(0.8s)紧接着承受第二次短路冲击，但由于受第一次短路电流冲击后，绕组温度急剧增高，根据GBl094的规定，较高允许250℃，这时绕组的抗短路能力己大幅度下降，这就是为什么变压器重合闸后发生短路事故居多。　　　　(3)采用普通换位导线，抗机械强度较差，在承受短路机械力时易出现变形、散股、露铜现象。采用普通换位导线时，由于电流大，换位爬坡陡，该部位会产生较大的扭矩，同时处在绕组二端的线饼，由于幅向和轴向漏磁场的共同作用，也会产生较大的扭矩

8、，致使扭曲变形。如杨高500kV变压器的A相公共绕组共有71个换位，由于采用了较厚的普通换位导线，其中有66个换位有不同程度的变形。另外吴泾1l号主变，也是由于采用普通换位导线，在铁心轭部部位的高压绕组二端线饼均有不同翻转露线的现象。　　　　(4)采用软导线，也是造成变压器抗短路能力差的主要原因之一。由于早期对此认识不足，或绕线装备及工艺上的困难，制造厂均不愿使用半硬导线或设计时根本无这方面的要求，从发生故障的变压器来看均是软导线。　　　　(5)绕组绕制较松，换位处理