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分析导致配电变压器出口短路的故障因素

2021.09.13

配电变压器出口短路的问题,会导致变压器内部故障和事故的发生,电磁线的选用是否得当,直接影响配电变压器出口短路故障的发生频率,因此,在选择变压器电磁线时一定要多重视。

 

引起配电变压器出口短路问题的因素有很多,可能是结构设计的问题,相关原材料的质量不过关,变压器的工艺水平有待提高,或运行工况等因素。

 

与电磁线有关的11个原因:

 

1、基于电力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。

 

2、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。

 

3、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10%以上,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℃,最热点温度可达118℃。

 

一般变压器运行时均有重合闸过程,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,最高允许250℃,这时绕组的抗短路能力己大幅度下降,这就是为什么电力变压器重合闸后发生短路事故居多。

 

4、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,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。

 

5、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。

 

6、绕组绕制较松,换位或纠位爬坡处处理不当,过于单薄,造成电磁线悬空。从事故损坏位置来看,变形多见换位处,尤其是换位导线的换位处。

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7、绕组线匝或导线之间未固化处理,抗短路能力差。早期经浸漆处理的绕组无一损坏。

 

8、绕组的预紧力控制不当造成普通换位导线的导线相互错位。

 

9、套装间隙过大,导致作用在电磁线上的支撑不够,这给变压器抗短路能力方面增加隐患。

 

10、作用在各绕组或各档预紧力不均匀,短路冲击时造成线饼的跳动,致使作用在电磁线上的弯应力过大而发生变形。

 

11、外部短路事故频繁,多次短路电流冲击后电动力的积累效


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