浅谈提高电力变压器的抗短路能力的措施

唐敏 安莉莉 杨传燕

摘 要：电力变压器是电力系统中的重要组成部分，是负责传输电能、分配电能的关键环节，其可靠性能如何，不仅关系到广大用户的电能质量.也关系到整个系统的安全程度。因此，必须努力提高变压器的抗短路能力，以保证电力系统的正常运行。本文主要探讨了提高电力系统变压器抗短路能力的措施。

关键词：电力系统;变压器;抗短路能力

变压器是一种利用电磁感应的原理改变电流的装置，在电力统中变压器的使用非常广泛，经过实验和调查研究证实了变压器由于短路造成的故障一直严重影响着电力输送的安全性和稳定性，其危害主要表现有两个方面：一是冲击电流的影响，变压器突然短路会产生很大的短路电流，持续时间虽然短，但在变压器主回路还未切断之前，这种隐患就可能已经形成，形成之后可能带来的问题就是变压器内部受损，绝缘程度下降等。二是电动力的影响，短路时，过电流会产生很大的电动力，影响稳定，严重时，对变压器的绕组会产生一定程度的影响，比如：绕组变形，破坏绕组的绝缘强度，其他组件也会受到损坏，严重时，可能造成电力变压器燃烧等电力安全事故。因此为了降低电力系统的故障概率，就需要对变压器的短路能力进行重点分析研究，从而确定电力变压器在抗短路能力方面的措施。

变压器的安全、经济、可靠运行取决于本身的制造质量和运行环境以及检修质量。电网经常由于雷击、继电保护误动或拒动等造成短路，短路电流的强大冲击可能使变压器受损，所以应从各方面努力提高变压器的耐受短路能力。变压器短路冲击事故的统计结果表明，制造原因引起的占80%左右，而运行、维护原因引起的仅占10%左右。运行维护过程中，一方面应尽量减少短路故障，从而减少变压器所受冲击的次数;另一方面应及时测试变压器绕组的形变，防患于未然。

1.规范设计，重视线圈制造的轴向压紧工艺

制造厂家在设计时，除要考虑变压器降低损耗，提高绝缘水平外，还要考虑到提高变压器的机械强度和抗短路故障能力。在制造工艺方面，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，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。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。由于径向力的作用，往往使内线圈向铁心方向挤压，故应加强内线圈与铁心柱间的支撑，可通过增加撑条数目并采取厚一些的纸筒作线圈骨架等措施来提高线圈的径向动稳定性能。

2.对变压器进行短路试验，以防患于未然

大型变压器的运行可靠性，首先取决于其结构和制造工艺水平，其次是在运行过程中对设备进行各种试验，及时掌握设备的工况。通过短路试验可以发现以下几类缺陷：一是变压器各结构件或油箱箱壁中由于漏磁通所致的附加损耗过大和局部过热;二是油箱盖或套管法兰等涡流损耗过大并发热;三是绕组的并绕导线有短路或错位;四是带负载调压变压器中的电抗绕组匝间短路。因此可以说短路试验既是变压器制造质量控制的重要手段，也是变压器绕组变形测试的有效方法。

3.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。目前已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（如2km以内）或电缆线路取消使用重合间，或者适当延长合间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。

4.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。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來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。

5.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。

参考文献：

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