提高变压器抗短路能力的措施

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　　摘要：随着电力系统容量的不断增加,供电企业对电力系统供电可靠性的不断提高,变压器抗短路能力成为一个突出问题。一些不太能承受短路的变压器,很容易导致各种短路。据统计,近几年由于电力系统短路变压器变压器意外事故造成,占总事故的40%,为事故的总容量的27.4%左右。这对变压器短路的措施谈谈我的一些看法。
　　 关键词：电力变压器；短路；措施
　　 一、电力变压器概述
　　 变压器是电力系统的重要设备，因此它稳定可靠运行将对电力系统的安全将发挥非常重要的作用。但是，由于设计和制造技术不完善的限制，不时有发生各类变压器故障跳闸，近年来，短路故障更是层出不穷，严重影响了电力系统的正常运行。电力变压器主要是采用电力电子技术实现的，其基本原理为在原方将工频信号通过电力电子电路转化为高频信号，即升频，然后通过中间高频隔离变压器耦合到副方，再还原成工频信号，即降频。通过采用适当的控制方案来控制电力电子装置的工作，从而将一种频率、电压、波形的电能变换为另一种频率、电压、波形的电能。由于中间隔离变压器的体积取决于铁芯材质的饱和磁通密度以及铁芯和绕组的最大允许温升，而饱和磁通密度与工作频率成反比，这样提高其工作频率就可提高铁芯的利用率，从而减小变压器的体积并提高其整体效率。
　　 二、提高变压器抗短路能力的具体办法
　　 变压器的安全，经济，可靠运行，根据他们的变压器制造质量和经营环境和更优质的维修。通过运作和变压器短路故障维修的各种分析的过程中，对变压器突发故障的有效预防措施。电网通常被雷击，或拒绝中继故障，如短路，短路电流的强大冲击的原因可能会导致变压器损坏，应努力提高变压器短路承受能力的所有方面。变压器短路事故的统计数据显示，制造业占80％的原因，而运营和维护的原因只有约10％。运行维护过程中，应尽量减少短路故障，从而减少变压器所受冲击的次数。
　　 （一）规范设计，重视线圈制造的轴向压紧工艺
　　 从变压器发生短路故障和绕组受力情况来看，内绕组比外绕组受力的条件更严重。内绕组辐向受力向内压缩，轴向受压力，均存在稳定性的问题；外绕组辐向受拉伸力，无稳定性问题，只有受轴向压力存在稳定性问题。变压器在实际运行中发生短路故障后多数为内绕组损坏，也证实了这一点。因此，设计中应充分注意内绕组结构，以提高内绕组辐向强度，可在低压绕组内衬高强度硬纸筒，纸筒与铁芯间应填实撑好；加密内径侧圆周方向的撑条根数，增加外径侧撑条；工艺上确保绕组辐向充分套紧等。
　　 在制造过程中，还应采取提高绕组轴向强度的措施：严格控制绕组间的高度差，以减小绕组的轴向力；由于很多变压器都采用了绝缘压板，且高低压线圈共用一个压板，这种结构要求要有很高的制造工艺水平，不仅应对垫块进行密化处理，在线圈加工好后还要对单个线圈进行恒压干燥,并测量出线圈压缩后的高度。同一压板的各个线圈经过上述工艺处理后，再调整到同一高度，并在总装时用油压装置对线圈施加规定的压力，最终达到设计和工艺要求的高度；改进铁轭夹件结构，采用加强的整圆压板取代半圆形压板，必要时采用钢压板以提高压板的强度和刚度；在总装配中，除了要注意高压线圈的压紧情况外，还要特别注意低压线圈压紧情况的控制，增加压钉数量，严格做到各压钉和铁轭下的木楔受力均匀，确保绕组充分压紧；改进低压绕组的结构形式，提高低压绕组端部机械强度。
　　 （二）使用可靠的继电保护与自动重合闸系统
　　 系统中的短路事故是人们竭力避免而又不能绝对避免的事故，特别是10KV线路因误操作、小动物进入、外力以及用户责任等原因导致短路事故的可能性极大。因此对于已投入运行的变压器，首先应配备可靠的供保护系统使用的直流电源，并保证保护动作的正确性。结合目前运行中变压器抗外部短路强度较差的情况，对于系统短路跳闸后的自动重合或强行投运，应看到其不利的因素，否则有时会加剧变压器的损坏程度，甚至失去重新修复的可能。目前己有些运行部门根据短路故障是否能瞬时自动消除的概率，对近区架空线或电缆线路取消使用重合闸，或者适当延长合闸间隔时间以减少因重合闸不成而带来的危害，并且应尽量对短路跳闸的变压器进行试验检查。在运行中应对遭受短路电流冲击的变压器进行记录，并计算短路电流的倍数。
　　 （三）积极开展变压器绕组的变形测试诊断
　　 通常变压器在遭受短路故障电流冲击后，绕组将发生局部变形，即使没有立即损坏，也有可能留下严重的故障隐患。首先，绝缘距离将发生改变，固体绝缘受到损伤，导致局部放电发生。当遇到雷电过电压作用时便有可能发生匝间、饼间击穿，导致突发性绝缘事故，甚至在正常运行电压下，因局部放电的长期作用也可能引发绝缘击穿事故。其次，绕组机械性能下降，当再次遭受短路事故时，将承受不住巨大的电动力作用而发生损坏事故。
　　 因此，积极开展变压器绕组变形的诊断工作，及时发现有问题的变压器，并有计划地进行吊罩验证和检修，不但可节省大量的人力、物力，对防止变压器事故的发生也有极其重要的作用。
　　 响应法频率响应分析法任（FRA法）是一种先进的绕组变形诊断方法，能够检测到微弱的绕组变形，并且具有较强的抗干扰能力，适合现场使用的要求。
　　 大量试验研究结果表明，变压器绕组通常在10KZ-1MHZ的频率范围内具有较多的谐振点。当频率低于10KHZ时，绕组的电感起主要作用，谐振点通常较少．对分布电容的变化较不敏感；当频率超过1MHZ时，绕组的电感又被分布电容所旁路，谐振点也会相应减少，对电感的变化较不敏感，而且随着频率的提高，测试回路（引线）的杂散电容也会对测试结果造成明显影响。因此，选用I0KZ-1MHZ的扫频测量范围和1000个左右的线性分布扫描频点通常会获得较好的测试效果。此时，绕组内部的分布电感和电容均可发挥作用，其频率响应特性具有较多的谐振点，能够灵敏地反映出绕组电感、电容的变化情况。由于变压器绕组变形测试仪价格昂贵，且对人员的素质要求高，在生产运行中不易普遍开展。因此，在实际工作中，依据变压器绕组电容变化量来判断绕组是否变形的方法，可以作为频率响应法的有益补充。尤其在频率响应法不具备条件的情况下，可以通过横向、纵向对比积累的实测电容量，及时掌握变压器绕组的工作状态，以便降低事故发生的概率，确保电网安全稳定的运行。
　　 （四）加强现场施工和运行维护中的检查，使用可靠的短路保护系统
　　 现场进行变压器的安装时，必须严格按照厂家说明和规范要求进行施工，严把质量关，对发现的隐患必须采取相应措施加以消除。运行维护人员应加强变压器的检查和维护保修管理工作，以保证变压器处于良好的运行状况，并采取相应措施，降低出口和近区短路故障的几率。为尽量避免系统的短路故障，对于己投运的变压器，首先配备可靠的供保护系统使用的直流系统，以保证保护动作的正确性；其次，应尽量对因短路跳闸的变压器进行试验检查，可用频率响应法测试技术测量变压器受到短路跳闸冲击后的状况，根据测试结果有目的地进行吊罩检查，这样就可有效地避免重大事故的发生。

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