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        資訊詳情

        電力變壓器短路危害,原因分析和改善措施

        分類:
        行業資訊
        2019-11-21 11:23
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        【摘要】:
        電力變壓器是電力系統中提供能源消耗的基礎部分,也是保證電力安全運行的重要感應裝置,其組成結構是由初級線圈、次級線圈和鐵芯而組成,利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,經過長期的技術改造,整個供電工作可靠程度和穩定性不斷提升,但其中仍埋下各種突出的隱患,一些變壓器裝置由于自身抗短路沖擊能力不足,容易滋生短路現象,為了有效判斷故障的原因以及位置,必須要加大對變壓器故障以及診斷技術的研究,從而采用對應

        電力變壓器是電力系統中提供能源消耗的基礎部分,也是保證電力安全運行的重要感應裝置,其組成結構是由初級線圈、次級線圈和鐵芯而組成,利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,經過長期的技術改造,整個供電工作可靠程度和穩定性不斷提升,但其中仍埋下各種突出的隱患,一些變壓器裝置由于自身抗短路沖擊能力不足,容易滋生短路現象,為了有效判斷故障的原因以及位置,必須要加大對變壓器故障以及診斷技術的研究,從而采用對應的技術有效的解決變壓器故障診斷的效率。

         

         

        一、電力變壓器短路的危害

        1.沖擊電流的影響:變壓器突然短路會產生很大的短路電流,持續時間雖然短,但在變壓器主回路還未切斷之前,這種隱患就可能已經形成,形成之后可能帶來的問題就是變壓器內部受損,絕緣程度下降等。

        2.電動力的影響:短路時,過電流會產生很大的電動力,影響穩定,嚴重時,對變壓器的繞組會產生一定程度的影響,比如:繞組變形,破壞繞組的絕緣強度,其他組件也會受到損壞,嚴重時,可能造成電力變壓器燃燒等電力安全事故。

        二、電力變壓器短路的原因

          

        1.目前計算程序中是建立在漏磁場的均勻分布、線匝直徑相同、等相位的力等理想化的模型基礎上而編制的,而事實上變壓器的漏磁場并非均勻分布,在鐵軛部分相對集中,該區域的電磁線所受到機械力也較大;換位導線在換位處由于爬坡會改變力的傳遞方向,而產生扭矩;由于墊塊彈性模量的因數,軸向墊塊不等距分布,會使交變漏磁場所產生的交變力延時共振,這也是為什么處在鐵心軛部、換位處、有調壓分接的對應部位的線餅首先變形的根本原因。

        2.采用普通換位導線,抗機械強度較差,在承受短路機械力時易出現變形、散股、露銅現象。采用普通換位導線時,由于電流大,換位爬坡陡,該部位會產生較大的扭矩,同時處在繞組二端的線餅,由于幅向和軸向漏磁場的共同作用,也會產生較大的扭矩,致使扭曲變形。如楊高500kV變壓器的A相公共繞組共有71個換位,由于采用了較厚的普通換位導線,其中有66個換位有不同程度的變形。另外吳涇1l號主變,也是由于采用普通換位導線,在鐵心軛部部位的高壓繞組二端線餅均有不同翻轉露線的現象。

        3.抗短路能力計算時沒有考慮溫度對電磁線的抗彎和抗拉強度的影響。按常溫下設計的抗短路能力不能反映實際運行情況,根據試驗結果,電磁線的溫度對其屈服極限?0.2影響很大,隨著電磁線的溫度提高,其抗彎、抗拉強度及延伸率均下降,在250℃下抗彎抗拉強度要比在50℃時下降上,延伸率則下降40%以上。而實際運行的變壓器,在額定負荷下,繞組平均溫度可達105℃,最熱點溫度可達118℃。一般變壓器運行時均有重合閘過程,因此如果短路點一時無法消失的話,將在非常短的時間內(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GBl094的規定,最高允許250℃,這時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生短路事故居多。

        4.繞組繞制較松,換位處理不當,過于單薄,造成電磁線懸空。從事故損壞位置來看,變形多見換位處,尤其是換位導線的換位處。

        5.采用軟導線,也是造成變壓器抗短路能力差的主要原因之一。由于早期對此認識不足,或繞線裝備及工藝上的困難,制造廠均不愿使用半硬導線或設計時根本無這方面的要求,從發生故障的變壓器來看均是軟導線。

        6.套裝間隙過大,導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。

        7.作用在各繞組或各檔預緊力不均勻,短路沖擊時造成線餅的跳動,致使作用在電磁線上的彎應力過大而發生變形。

        8.繞組線匝或導線之間未固化處理,抗短路能力差。早期經浸漆處理的繞組無一損壞。

        9.繞組的預緊力控制不當造成普通換位導線的導線相互錯位。

        10.外部短路事故頻繁,多次短路電流沖擊后電動力的積累效應引起電磁線軟化或內部相對位移,最終導致絕緣擊穿。

          

        三、提高電力變壓器抗短路的改善措施

          1.對變壓器進行短路試驗,以防患于未然。

          大型變壓器的運行可靠性,首先取決于其結構和制造工藝水平,其次是在運行過程中對設備進行各種試驗,及時掌握設備的工況。要了解變壓器的機械穩定性,可通過承受短路試驗,針對其薄弱環節加以改進,以確保對變壓器結構強度設計時做到心中有數。

         

         

          2.規范設計,重視線圈制造的軸向壓緊工藝。

          制造廠家在設計時,除要考慮變壓器降低損耗,提高絕緣水平外,還要考慮到提高變壓器的機械強度和抗短路故障能力。在制造工藝方面,由于很多變壓器都采用了絕緣壓板,且高低壓線圈共用一個壓板,這種結構要求要有很高的制造工藝水平,應對墊塊進行密化處理,在線圈加工好后還要對單個線圈進行恒壓干燥,并測量出線圈壓縮后的高度。

          同一壓板的各個線圈經過上述工藝處理后,再調整到同一高度,并在總裝時用油壓裝置對線圈施加規定的壓力,最終達到設計和工藝要求的高度。在總裝配中,除了要注意高壓線圈的壓緊情況外,還要特別注意低壓線圈壓緊情況的控制。

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