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變壓器常見短路事故原因解析
發(fā)布日期：2020-07-22 點擊：3230次
變壓器事故時有發(fā)生，而且有增長的趨勢。從變壓器事故情況分析來看，抗短路能力不夠已成為電力變壓器事故的首要原因，對電網(wǎng)造成很大危害，嚴重影響電網(wǎng)安全運行。
變壓器經常會發(fā)生以下事故：外部多次短路沖擊，線圈變形逐漸嚴重，zui終絕緣擊穿損壞；外部短時內頻繁受短路沖擊而損壞；長時間短路沖擊而損壞；一次短路沖擊就損壞。變壓器短路損壞的主要形式有以下幾種：
1、軸向失穩(wěn)。這種損壞主要是在輻向漏磁產生的軸向電磁力作用下，導致變壓器繞組軸向變形。
2、線餅上下彎曲變形。這種損壞是由于兩個軸向墊塊間的導線在軸向電磁力作用下，因彎矩過大產生永久性變形，通常兩餅間的變形是對稱的。
3、繞組或線餅倒塌。這種損壞是由于導線在軸向力作用下，相互擠壓或撞擊，導致傾斜變形。如果導線原始稍有傾斜，則軸向力促使傾斜增加，嚴重時就倒塌；導線高寬比例大，就愈容易引起倒塌。端部漏磁場除軸向分量外，還存在輻向分量，二個方向的漏磁所產生的合成電磁力致使內繞組導線向內翻轉，外繞組向外翻轉。
4、繞組升起將壓板撐開。這種損壞往往是因為軸向力過大或存在其端部支撐件強度、剛度不夠或裝配有缺陷。 織夢內容管理系統(tǒng)
5、輻向失穩(wěn)。這種損壞主要是在軸向漏磁產生的輻向電磁力作用下，導致變壓器繞組輻向變形。
6、外繞組導線伸長導致絕緣破損。輻向電磁力企圖使外繞組直徑變大，當作用在導線的拉應力過大會產生永久性變形。這種變形通常伴隨導線絕緣破損而造成匝間短路，嚴重時會引起線圈嵌進、亂圈而倒塌，甚至斷裂。
7、繞組端部翻轉變形。端部漏磁場除軸向分量外，還存在輻向分量，二個方向的漏磁所產生的合成電磁力致使繞組導線向內翻轉，外繞組向外翻轉。
8、內繞組導線彎曲或曲翹。輻向電磁力使內繞組直徑變小，彎曲是由兩個支撐(內撐條)間導線彎矩過大而產生永久性變形的結果。如果鐵心綁扎足夠緊實及繞組輻向撐條有效支撐，并且輻向電動力沿圓周方向均布的話，這種變形是對稱的，整個繞組為多邊星形。然而，由于鐵芯受壓變形，撐條受支撐情況不相同，沿繞組圓周受力是不均勻的，實際上常常發(fā)生局部失穩(wěn)形成曲翹變形。
9、引線固定失穩(wěn)。這種損壞主要由于引線間的電磁力作用下，造成引線振動，導致引線間短路。
變壓器短路故障原因分析：
因變壓器出口短路導致變壓器內部故障和事故的原因很多，也比較復雜，它與結構設計、原材料的質量、工藝水平、運行工況等因數(shù)有關，但電磁線的選用是關鍵。從近幾年解剖變壓基于變壓器靜態(tài)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。
(1)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(qū)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(shù)，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。
變壓器短路損壞的常見部位
對應鐵軛下的部位。該部位發(fā)生變形原因有：(1)短路電流所產生的磁場是通過油和箱壁或鐵心閉合，由于鐵軛的磁阻相對較小，故大多通過油路和鐵軛間閉合，磁場相對集中，作用在線餅的電磁力也相對較大；(2)內繞組套裝間隙過大或鐵心綁扎不夠緊實，導致鐵心片二側收縮變形，致使鐵軛側繞組曲翹變形；(3)在結構上，軛部對應繞組部分的軸向壓緊是最不可靠的，該部位的線餅往往難以達到應有的預緊力，因而該部位的線餅最易變形。
調壓分接區(qū)域及對應其他繞組的部位。該區(qū)域由于：(1)安匝不平衡使漏磁分布不均衡，其幅向額外產生的漏磁場在線圈中產生額外軸向外力，這些力的方向總是使產生這些力的不對稱性增大。軸向外力和正常幅向漏磁所產生的軸向內力一樣，使線餅向豎直方向彎曲，并壓縮線餅件的墊塊，除此之外，這些力還部分地或全部地傳到鐵軛上，力求使其離開心柱，出現(xiàn)線餅向繞組中部變形或翻轉現(xiàn)象。(2)該部位的線餅為力求安匝平衡或分接區(qū)間的應有絕緣距離，往往要增加較多的墊塊，較厚的墊塊致使力的傳遞延時，因而對線餅撞擊也較大；(3)繞組套裝后不能確保中心電抗高度對齊，致使安匝進一步加劇不平衡；(4)運行一段時間后，較厚的墊塊自然收縮量較大，一方面加劇安匝不平衡現(xiàn)象，另一方面受短路力時跳動加??；(5)在設計時間為力求安匝平衡，分接區(qū)的電磁線選用了較窄或較小截面的線規(guī)，抗短力能力低。
換位部位。這部位的變形常見于換位導線的換位和單螺旋的標準換位處。換位導線的換位，由于其換位的爬坡較普通導線的換位為陡，使線匝半徑不同的換位處產生相反的切向力，這對大小相等方向相反的切向力，致使內繞組的換位向直徑變小，方向變形，外繞組的換位力求線匝半徑相同，使換位拉直，內換位向中心變形，外換位向外變形，而且換位導線厚度越厚，爬坡越陡，變形越嚴重。另外，換位處還存在軸向短路電流分量，所產生的附加力，致使線餅變形加劇。單螺旋的標準換位，在空間上要占一匝的位置，造成該部位安匝不平衡，同時又具有換位導線換位變形特征，因此該部位的線餅更容易變形。
繞組的引出線。常見于斜口螺旋結構的繞組，該結構的繞組，由于二個螺旋口安匝不平衡，軸向力大，同時又有軸向電流存在，使引出線拐角部位產生一個橫向力而發(fā)生扭曲變形現(xiàn)象。另外螺旋繞組在繞制過程中，有剩余應力存在，會使繞組力求恢復原狀現(xiàn)象，故螺旋結構的繞組，受短路電流沖擊下更容易扭曲變形。 本文來自織夢
引線間。常見于低壓引線間，低壓引線由于電壓低流過電流大，相位120度，使引線相互吸引，如果引線固定不當?shù)脑?，會發(fā)生相間短路。
產品簡介
SFRB變壓器繞組變形測試儀
根據(jù)對變壓器內部繞組特征參數(shù)的測量，采用目前世界發(fā)達國家正在開發(fā)完善的內部故障頻率響應分析(FRA)方法，能對變壓器內部故障作出準確判斷。 變壓器設計制造完成后，其線圈和內部結構就確定下來，因此對一臺多繞組的變壓器線圈而言，如果電壓等級相同、繞制方法相同，則每個線圈對應參數(shù)(Ci、Li)就應該是確定的。因此每個線圈的頻域特征響應也隨之確定，對應的三相線圈之間其頻率圖譜具有一定可比性。 變壓器在試驗過程中發(fā)生匝間、相間短路，或在運輸過程中發(fā)生沖撞，造成線圈相對位移，以及運行過程中在短路和故障狀態(tài)下因電磁拉力造成線圈變形，就會使變壓器繞組的分布參數(shù)發(fā)生變化。進而影響并改變變壓器原有的頻域特征，即頻率響應發(fā)生幅度變化和諧振頻點偏移等。并根據(jù)響應分析方法研制開發(fā)的SFRB變壓器繞組頻率響應測試儀，就是這樣一種新穎的變壓器內部故障無損檢測設備。它適用于63kV～500kV電力變壓器的內部結構故障檢測。 變壓器繞組變形測試儀是將變壓器內部繞組參數(shù)在不同頻域的響應變化經量化處理后，根據(jù)其變化量值的大小、頻響變化的幅度、區(qū)域和頻響變化的趨勢，來確定變壓器內部繞組的變化程度，進而可以根據(jù)測量結果判斷變壓器是否已經受到嚴重破壞、是否需要進行大修。 對于運行中的變壓器而言，無論過去是否保存有頻域特征圖，通過比較故障變壓器線圈間特征圖譜的差異，也可以對故障程度進行判斷。當然，如果保存有一套變壓器原有的繞組特征圖，更易對變壓器的運行狀況、事故后分析和維護檢修提供更為精確有力的依據(jù)。 變壓器繞組變形頻率響應測試儀由筆記本電腦及單片機構成高精度測量系統(tǒng),結構緊湊，操作簡單，具有較完備的測試分析功能，對照使用說明書或經過短期培訓即可自行操作使用。
產品特征
1、采集控制采用高速、高集成化微處理器
2、筆記本電腦與儀器之間通信USB接口
3、筆記本電腦與儀器之間通信無線藍牙接口
4、硬件機芯采用DDS專用數(shù)字高速掃頻技術(美國)，通過測試可以準確診斷出繞組發(fā)生扭曲、鼓包、移位、傾 斜、匝間短路變形及相間接觸短路等故障
5、高分辨dB值測量，雙通道16位A/D(現(xiàn)場試驗改變分接開關，即有明顯輸出變化)
6、信號輸出幅度可以軟件調節(jié)，最大幅度峰值±10V
7、計算機將檢測結果生成電子文檔(Word)
8、選用精密、高穩(wěn)定元器件，對同一相重復試驗，測量重復率在99.5%以上
9、成品電路板,表面有特殊處理，具有抗水和有害氣體污染
10、儀器具有線性掃頻測量和分段掃頻測量雙測量系統(tǒng)功能,兼容當前國內兩種技術流派的測量模式
11、幅頻特性符合國家關于幅頻特性測試儀的技術指標。橫坐標（頻率）具有線性分度及對數(shù)分度兩種，因此打 印出的曲線可以是線性分度曲線也可以是對數(shù)分度曲線，用戶可根據(jù)實際需要選用
12、檢測數(shù)據(jù)自動分析系統(tǒng),橫向比較A、B 、C三相之間進行繞組相似性比較,其結果為：
①一致性很好
②一致性較好
③一致性較差
④一致性很差
縱向比較A-A、B-B、C-C調取原數(shù)據(jù)與當前數(shù)據(jù)同相之間進行繞組變形比較，其結果為：
①正常繞組
②輕度變形
③中度變形
④嚴重變形
13、自動生成Word電子文檔，供保存和打印
14、完全滿足電力標準DL/T911－2004《電力變壓器繞組變形的頻率響應分析法》的技術條件。
