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分析導致配電變壓器出口短路的故障因素

2021.09.13

配電變壓器出口短路的問題,會導致變壓器內部故障和事故的發生,電磁線的選用是否得當,直接影響配電變壓器出口短路故障的發生頻率,因此,在選擇變壓器電磁線時一定要多重視。

 

引起配電變壓器出口短路問題的因素有很多,可能是結構設計的問題,相關原材料的質量不過關,變壓器的工藝水平有待提高,或運行工況等因素。

 

與電磁線有關的11個原因:

 

1、基于電力變壓器靜態理論設計而選用的電磁線,與實際運行時作用在電磁線上的應力差異較大。

 

2、目前各廠家的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。

 

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10%以上,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,這就是為什么電力變壓器重合閘后發生短路事故居多。

 

4、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。

 

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、繞組繞制較松,換位或糾位爬坡處處理不當,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。

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7、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。

 

8、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。

 

9、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。

 

10、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。

 

11、外部短路事故頻繁,多次短路電流沖擊后電動力的積累效


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