浅论电力系统中变压器抗短路能力提高的办法[摘要]：电力变压器是传输、分配电能的枢纽，是电力网的核心元件，其可靠运行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。电力变压器的可靠性由其健康状况决定，不仅取决于设计制造、结构材料，也与检修维护密切相关。本文就电力系统中变压器抗短路能力的提高的问题进行了探讨。
[关键词]：电力变压器短路策略
中图分类号：tf762+.6 文献标识码：tf 文章编号：1009-914x（2012）26-0277-01
一、电力变压器概述
电子电力变压器主要是采用电力电子技术实现的，其实现过程所示。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、提高电力变压器抗短路能力的措施
变压器的安全、经济、可靠运行与出力，取决于本身的制造质量和运行环境以及检修质量。本章试图回答在变压器运行维护过程
概述 变压器短路阻抗试验的目的是判定变压器绕组有无变形。 变压器是电力系统中主要电气设备之一，对电力系统的安全运行起着重大的作用。在变压器的运行过程中，其绕组难免要承受各种各样的短路电动力的作用，从而引起变压器不同程度的绕组变形。绕组变形以后的变压器，其抗短路能力急剧下降，可能在再次承受短路冲击甚至在正常运行电流的作用下引起变压器彻底损坏。为避免变压器缺陷的扩大，对已承受过短路冲击的变压器，必须进行变压器绕组变形测试，即短路阻抗测试。 变压器的短路阻抗是指该变压器的负荷阻抗为零时变压器输入端的等效阻抗。短路阻抗可分为电阻分量和电抗分量，对于110kV及以上的大型变压器，电阻分量在短路阻抗中所占的比例非常小，短路阻抗值主要是电抗分量的数值。变压器的短路电抗分量，就是变压器绕组的漏电抗。变压器的漏电抗可分为纵向漏电抗和横向漏电抗两部分，通常情况下，横向漏电抗所占的比例较小。变压器的漏电抗值由绕组的几何尺寸所决定的，变压器绕组结构状态的改变势必引起变压器漏电抗的变化，从而引起变压器短路阻抗数值的改变。 二、额定条件下短路阻抗基本算法
三、非额定频率下的短路阻抗试验 当作试验的电源频率不是额定频率(一般为50Hz)时，应对测试结果进行校正。由于短路阻抗由直流电阻和绕组电流产生的漏磁场在变压器中引起的电抗组成。可以认为直流电阻与频率无关，而由绕组电流产生的漏磁场在变压器中引起的电抗与试验频率有关。当试验频率与额定频率偏差小于5％时，短路阻抗可以认为近似相等，阻抗电压则按下式折算： 式中u k75 --75℃下的阻抗电压，%； u kt—试验温度下的阻抗电压，%； f N --额定频率(Hz)； f′--试验频率(Hz)； P kt --试验温度下负载损耗(W)； S N --变压器的额定容量(kVA)； K—绕组的电阻温度因数。 四、三相变压器的分相短路阻抗试验 当没有三相试验电源、试验电源容量较小或查找负载故障时，通常要对三相变压器进行单相负载试验。 1、供电侧为Y接法 当高压绕组为Ｙ联结时，另一侧为y或d联结时，分相试验是将试品低压三相线端短路，由高压侧AB、BC、CA分别施加试验电压。此时折算到三相阻抗电压和三相负载损耗可
变压器的空载试验和短路试验 变压器的空载试验指的是通过变压器的空载运行来测定变压器的空载电流和空载损耗。一般说来，空载试验可以在变压器的任何一侧进行。通常将额定频率的正弦电压加在低压线圈上而高压侧开路。为了测出空载电流和空载损耗随电压变化的曲线，外施电压要能在一定范围内进行调节。 变压器空载时，铁芯中主磁通的大小是由绕组端电压决定的，当变压器施加额定电压时，铁芯中的主磁通达到了变压器额定工作时的数值，这时铁芯中的功率损耗也达到了变压器额定工作下的数值，因此变压器空载时输入功率可以认为全部是变压器的铁损。一般电力变压器在额定电压时，空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。 变压器的短路试验通常是将高压线圈接至电源，而将低压线圈直接短接。由于一般电力变压器的短路阻抗很小，为了避免过大的短路电流损坏变压器的线圈，短路试验应在降低电压的条件下进行。用自耦变压器调节外旋电压，使电流在0.1~1.3倍额定电流范围变化。原边电流达到额定值时，变压器的铜损相当于额定负载时的铜损，因外施电压较低，铁芯中的工作磁通比额定工作状态小得多，铁损可以忽略不计，所以短路试验的全部输入功率基本上都消耗在变压器绕组上，短路试验可测出铜损。通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%，其数值随变压器容量的增大而下降。 变压器空载试验和负载试验的目的和意义 变压器的损耗是变压器的重要性能参数，一方面表示变压器在运行过程中的效率，另一方面表明变压器在设计制造的性能是否满足要求。变压器空载损耗和空载电流测量、负载损耗和短路阻抗测量都是变压器的例行试验。 变压器的空载试验就是从变压器任一组线圈施加额定电压，其它线圈开路的情况下，测量变压器的空载损耗和空载电流。空载电流用它与额定电流的百分数表示，即： 进行空载试验的目的是：测量变压器的空载损耗和空载电流；验证变压器铁心的设计计算、工艺制造是否满足技术条件和标准的要求；检查变压器铁心是否存在缺陷，如局部过热，局部绝缘不良等。
变压器突发短路故障的 缺陷分析 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
变压器突发短路故障的缺陷分析引言 近年来变压器突发短路冲击后损坏几率大增，已占全部损坏事故的40%以上。变压器经受突发短路事故后状况判断、能否投运，成为运行单位经常要决策的问题。以前变压器发生突发短路事故以后，需要组织各方面专家分析事故成因，然后确定试验方法，根据试验结果继续分析或者追加试验。这种分析、抢修机制已不适应当前电网停电时间限制、高可靠性以及事故严重性等情况。北京供电局修试处总结300余台110kV 及以上电压等级变压器多年运行维护经验形成了一套固定的短路突发事故试验分析方法，即油色谱分析、绝缘电阻试验、绕组直阻试验和绕组变形试验“四项分析”。实践证明，“四项分析”基本能够满足变压器突发事故的分析要求。 1 分析项目
1.1 变压器油中溶解气体色谱分析 用于判断变压器内是否发生过热或者放电性故障。该项目对变压器突发事故的故障判断十分敏感，但需要仪器精度高，仅适于在试验室进行，故比较费时。实践中，多数情况下对缺陷的初步定性要依靠它，综合分析也要结合色谱分析结果进行，而且该方法能判断出很多别的试验无法发现的缺陷，例如中兴庄变电站35kV原#1变压器突发事故后，无载分接开关处放电，但直阻试验反映不出来，只有色谱分析才能发现。 1.2 绝缘电阻试验 变压器各绕组、铁心、夹铁、外壳相互之间的绝缘电阻是否正常，是常用的简易检查项目。如老君堂变电站220kV原#1变压器事故掉闸后首先进行绝缘电阻试验，很快发现三侧绕组和铁心对地的绝缘电阻几乎为0，马上就判断为纵绝缘击穿且铁心烧损，与吊罩检查结果相符；又如下面述及的110kV林河变电站#2变压器，也是借助绝缘电阻试验确定了缺陷位置。 1.3 绕组直阻试验
1.变压器容量计算 P=√3×U×I×COS￠ 一次侧额定电流：Ｉ＝６３００００÷１００００÷１．７３２＝３６．３７Ａ 二次侧额定电流：Ｉ＝６３００００÷400÷１．７３２=909Ａ 【2】变压器电抗的计算 110KV, 10.5除变压器容量；35KV, 7除变压器容量；10KV{6KV}, 4.5除变压器容量。 例：一台35KV 3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875 MVA 一台10KV 1600KVA变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813 MVA 【3】电抗器电抗的计算 电抗器的额定电抗除额定容量再打九折。 例：有一电抗器 U=6KV I=0.3KA 额定电抗 X=4% 额定容量 S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15 MVA 【4】架空线路及电缆电抗的计算 架空线：6KV，等于公里数；10KV，取1/3；35KV，取 3％0 电缆：按架空线再乘0.2。 例：10KV 6KM架空线。架空线路电抗X*=6/3=2 10KV 0.2KM电缆。电缆电抗X*={0.2/3}*0.2=0.013。 这里作了简化，实际上架空线路及电缆的电抗和其截面有关，截面越大电抗越小。 【5】短路容量的计算 电抗加定，去除100。 例：已知短路点前各元件电抗标么值之和为X*∑=2, 则短路点的短路容量
Sd=100/2=50 MVA。 短路容量单位：MVA 【6】短路电流的计算 6KV，9.2除电抗；10KV，5.5除电抗; 35KV，1.6除电抗; 110KV，0.5除电抗。 0.4KV，150除电抗 例：已知一短路点前各元件电抗标么值之和为X*∑=2, 短路点电压等级为6KV, 则短路点的短路电流 Id=9.2/2=4.6KA。 短路电流单位：KA 【7】短路冲击电流的计算 1000KVA及以下变压器二次侧短路时：冲击电流有效值Ic=Id, 冲击电流峰值ic=1.8Id 1000KVA以上变压器二次侧短路时：冲击电流有效值Ic=1.5Id, 冲击电流峰值ic=2.5Id 例：已知短路点{1600KVA变压器二次侧}的短路电流 Id=4.6KA， 则该点冲击电流有效值Ic=1.5Id,＝1.5*4.6＝7.36KA,冲击电流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA。 可见短路电流计算的关键是算出短路点前的总电抗{标么值}.但一定要包括系统电抗。 变压器工作电流是多少？计算公式怎么列 可以用经验公式：10KV/0.4KV变压器低压侧 I=1.5S(变压器容量*1.5）高压侧 I=0.06S （变压器容量*0.06） 或：I=S/U*cos（变压器容量1000除以电压0.4再乘以功率因数） 你的高压是多少(10KV) 高压电流=1000/1.732/10=57.7A 低压电流=1000/1.732/0.38=1519A
电力系统中变压器抗短路能力分析及措施 【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，将会对用户的电能质量及整个系统的安全程度造成严重的影响。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；措施 1、关于电力系统中变压器的相关分析 电力变压器的技术基础是电力电子技术，工作原理是原方通过电力电子电路将工频信号转变成高频信号（升频），再利用中间高频将变压器隔离、耦合至副方，最后将其还原为工频信号（降频）[1]。采取合适的控制方案能够实现对电力电子装置的控制，进而把一种频率、波形、电压的电能转化为另一种频率、波形及电压的电能。然而，铁芯材质的饱和磁通密度、铁芯与绕组间的最大允许温差将直接决定着中间隔离变压器的体积，工作频率又与饱和磁通密度成反比例关系，如此便能使铁芯的利用率得到提高，进而实现减小变压器体积、提高整体工作效率的目的。 2、增强电力变压器抗短路能力的方法 变压器能否发挥其最大效力与其自身的质量、运行环境及检修程度有着紧密的联系。在电力系统的运行中，由于继电保护误动、雷击等原因极易造成短路，而短路电流的强大冲击，则会损坏变压器，故必须努力提高变压器的抗短路能力。据相关资料统计，变压器短路冲击事故的发生，超过80%的原因是变压器本身的制造质量，有10%是运行与维护方面的原因。所以，在电力系统的运行中，应加强对电网的维护，以减少短路次数，从而减少变压器的受冲击次数。 2.1重视设计，认真做好线圈制造的轴向压紧工作 在设计变压器时，不但要把变压器的损耗降低，以提高绝缘水平，还要注重对变压器机械强度及抗短路能力的提高。在制造工艺上，大多变压器均是采用绝缘压板的方式，高低压线圈使用的是同一个压板。采取这种设计结构，对制造工艺水平的要求较高，先是密化处理垫块，完成线圈加工后，还要对单个线圈予以恒压干燥处理，然后把线圈压缩后的高度测量出来；同一个压板的线圈，在经过处理之后，还要将其调整至相同的高度，然后在总装时采用油压装置对线圈施加相应的压力，使其满足设计要求的高度。在开展总装配工作的过程中，不但要压紧高压线圈，还要严格控制低压线圈的压紧情况。此外，由于径向力的因素，内线圈会朝着铁心方向挤压，所以内线圈和铁心柱间的支撑必须加强。比如，可增加支撑条的数量、用厚实的纸筒作线圈骨架等，将线圈的径向动稳定性能提高。 2.2积极开展变压器短路试验
提高线圈抗短路能力的分析 【摘要】线圈是一台变压器最重要的组成部分，是它的“心脏”中枢。变压器在电网中的可靠运行是通过一、二次绕组在磁路中耦合相互联系，并在铁芯中产生交变磁通，在一次绕组外加电压的作用下来传输电能的。如何保证电网可靠稳定运行，其中之一是变压器扮演着重要的角色。 前言 一台变压器是由铁芯、线圈、器身、油箱及附件五大部分组成。线圈是一台变压器最核心的部位─“心脏”。线圈是由带有绝缘层的铜导线或铝导线在有心模的绝缘骨架上绕制而成，形状有圆柱形或方形，包括有出线端、调压分接头、绝缘筒、角环、撑条、垫块、端圈和层间绝缘纸等，有些高压线圈还带有屏蔽环。线圈按其绕制的结构特点可分为圆筒式（或层式）和饼式两大类，其中饼式线圈又可分为连续线圈、纠结式线圈和螺旋式线圈等。 变压器运行的可靠稳定性往往直接决定于线圈的结构设计和生产过程制造质量。这里就举例如下几个问题来分析探讨如何提高线圈抗短路能力的课题。 1 线圈绕绕制的方法对抗短路能力的影响 线圈的线饼绕制一定要紧密无间隙。在饼式线圈绕绕制时，因来料的导线或绝缘材料尺寸出现了一些偏差，又或是设计尺度过大，有些操作工技能水平有限，加上质量意识薄弱，他们在收紧线饼时掌握不了度量，以为线圈幅向收到了设计尺寸目标值即可，没考虑线饼的
松紧度。线饼松了，没进行加纸条幅向调整；线饼过紧，损伤导线绝缘，且导线拉长变形。造成此结果的根本原因是在线圈绕制过程中没进行质量控制，没进行生产质量报告、分析、调查等操作规程生产，从而此类线圈会造成抗短路能力差，且很可能会造成产品试验失败。另外，圆筒式线圈的绕制松紧度也同样会出现这种问题。就是说在线圈绕制过程中并联绕制的多根导线不同步移动，绕在绝缘纸筒上时会出现导线有些松有些紧的现象，如果后序不修整很容易造成质量隐患。还有，线圈干燥后，后续工序线圈应进行调整整理，线圈绝缘烘后收缩线饼会出现反松应作相应的修理调整，使线饼紧密无间隙。再次，线圈在进行高频焊接工序过程中，因为线圈绝缘纸筒内径方向没有内柱支撑，线饼不能随意乱敲乱动，特别是在高压线圈上端部有内角环的线饼段，如果不规范的操作就会导致线饼导线移动，造成线饼反松，也会降低线圈的抗短路能力。 2线圈压装后的轴向高度抗短路能力的影响 线圈进炉烘焙前必须严格按工艺技术要求进行压装，检查压装设备是否完好正常状态，同时应注意压装设备定期进行校验，然后计算校核所要施加到线圈上的压力与图纸保持一致。在线圈施压过程中应仔细观察压力及线圈变化情况，如遇突发意外情况即时停机并报告给相关人员处理。线圈烘焙出炉后同样按线圈压装工艺流程进行压装及对线圈施加压力，当所施加到线圈上的压力达到设计目标值时，根据工艺要求需有一段保压时间，结束后在图纸要求压力下进行线圈高度测量，应注意使用的测量工具也应经认可批准过的，而且须定期校验，
变压器短路事故分析 变压器事故时有发生，而且有增长的趋势。从变压器事故情况分析来看，抗短路能力不够已成为电力变压器事故的首要原因，对电网造成很大危害，严重影响电网安全运行。 变压器经常会发生以下事故：外部多次短路冲击，线圈变形逐渐严重，最终绝缘击穿损坏；外部短时内频繁受短路冲击而损坏；长时间短路冲击而损坏；一次短路冲击就损坏。变压器短路损坏的主要形式有以下几种： 1、轴向失稳。这种损坏主要是在辐向漏磁产生的轴向电磁力作用下，导致变压器绕组轴向变形。 2、线饼上下弯曲变形。这种损坏是由于两个轴向垫块间的导线在轴向电磁力作用下，因弯矩过大产生永久性变形，通常两饼间的变形是对称的。 3、绕组或线饼倒塌。这种损坏是由于导线在轴向力作用下，相互挤压或撞击，导致倾斜变形。如果导线原始稍有倾斜，则轴向力促使倾斜增加，严重时就倒塌；导线高宽比例大，就愈容易引起倒塌。端部漏磁场除轴向分量外，还存在辐向分量，二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使内绕组导线向内翻转，外绕组向外翻转。 4、绕组升起将压板撑开。这种损坏往往是因为轴向力过大或存在其端部支撑件强度、刚度不够或装配有缺陷。 5、辐向失稳。这种损坏主要是在轴向漏磁产生的辐向电磁力作用
下，导致变压器绕组辐向变形。 6、外绕组导线伸长导致绝缘破损。辐向电磁力企图使外绕组直径变大，当作用在导线的拉应力过大会产生永久性变形。这种变形通常伴随导线绝缘破损而造成匝间短路，严重时会引起线圈嵌进、乱圈而倒塌，甚至断裂。 7、绕组端部翻转变形。端部漏磁场除轴向分量外，还存在辐向分量，二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使绕组导线向内翻转，外绕组向外翻转。 8、内绕组导线弯曲或曲翘。辐向电磁力使内绕组直径变小，弯曲是由两个支撑(内撑条)间导线弯矩过大而产生永久性变形的结果。如果铁心绑扎足够紧实及绕组辐向撑条有效支撑，并且辐向电动力沿圆周方向均布的话，这种变形是对称的，整个绕组为多边星形。然而，由于铁芯受压变形，撑条受支撑情况不相同，沿绕组圆周受力是不均匀的，实际上常常发生局部失稳形成曲翘变形。
高电力系统中变压器抗短路能力的方法(新版) Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0749
高电力系统中变压器抗短路能力的方法 (新版) 摘要：电力变压器是通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为另一个系统的电压和电流的电力设备；由铁心和套于其上的两个或多个绕组组成；是传输、分配电能的枢纽，是电力网的核心元件，其可靠运行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。电力变压器的可靠性由其质量状况决定，不仅取决于设计制造、结构，也与检修维护密切相关。 关键词：变压器，短路，提高，措施 一、电力变压器概述 电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。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。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。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。现在较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。二、提高电力变压器抗短路能力的措
变压器抗短路能力校核及加固方法 发表时间：2020-03-19T12:58:14.891Z 来源：《河南电力》2019年8期作者：吴炳荣[导读] 电力变压器的可靠性由其健康状况决定，不仅取决于设计制造、结构材料，也与检修维护密切相关。就电力系统中变压器抗短路能力校核方法及抗短路能力的提高的问题进行了探讨。（广东能建电力设备厂有限公司广东广州 510285） 摘要：电力变压器是传输、分配电能的枢纽，是电力网的核心元件，其可靠运行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。电力变压器的可靠性由其健康状况决定，不仅取决于设计制造、结构材料，也与检修维护密切相关。就电力系统中变压器抗短路能力校核方法及抗短路能力的提高的问题进行了探讨。 关键词：电力系统；变压器；抗短路能力；抗短路校核 1 概述 作为电力系统的核心设备之一，电力变压器的运行质量的好坏直接影响着整个电力系统能否安全稳定的运行。主变因抗短路能力不足导致的事故，故障突发性强，后果严重，运行风险长期存在。随着电力系统容量逐步增大，系统短路电流逐年增加，变压器抗短路能力考验越来越严高。加上变压器本身设计缺陷以及制造水平有限，变压器承受着巨大的威胁和挑战。在诸多电力变压器事故中，短路故障尤为突出。尤其是变电站母线短路或变压器出口处短路，短路时出现的强大电流会产生巨大的电动力，往往会对变压器造成一定的损坏。变压器绕组失稳，极易造成变压器整体损毁。一台大型电力变压器如果因为设计或制造不完善在系统运行过程中发生短路，特别是与发电机直接相连的主变压器发生短路损坏，将迫使发电机停止发电，随之而来的就是大面积的停电，严重影响供电的可靠性。国家标准 GB1094 和国际标准 IEC76 均对电力变压器的承受短路能力作出了规定，要求电力变压器在运行中应能承受住各种短路事故。2．抗短路校核方法2.1 仿真计算法通过建立变压器仿真模型，施加短路电流激励，计算漏磁场的分布，以计算绕组的各个部分的受力分析。通过仿真计算出漏磁场的分布，进而可以把绕组的每饼所受的幅向里和轴向力均可以计算得出。对绕组的受力分析最为精细化。但需要较为高端的仿真计算平台。不足之处是建立模型复杂，建模的方法及标准不统一，每个厂家得出的结果有较大差异，对校核人员要求高。 2.2 经验公式法（1）国际大电网经验公式法：偏重于幅向失稳临界应力的计算，幅向压缩应力不大于失稳临界应力即可。（2）日本专业委员会经验公式法：用于评判幅向失稳的安全性能特点：算法公开，不需要建立复杂的模型，每个厂家得出的结果有差异较小；主要偏重于幅向失稳应力的计算。 2.3 短路电流比较法通过实际运行方式下流经主变的最大短路电流，与出厂设计值对比，得出抗短路性能。相对比较简单、可行，可进行大批量滚动性的校核。流经主变的最大短路电流按GB1094.5中的计算方法来进行计算。3抗短路能力改造方法 3.1直接更换 上世纪80年代中后期制造的变压器产品，110kV及以上电压等级变压器广泛采用薄绝缘和铝、铜线制作线圈，因材料和工艺技术原因存在绝缘强度低、抗短路能力差的问题。因此，对出厂时间超过20年，绝缘老化严重的变压器，可考虑淘汰更新。 3.2返厂加固改造
这本身就不是一个简单的事！ 你既然用到短路电流了，就肯定不是初中阶段的计算了吧 所以你就不用找省劲的法子了 当然你也可以找个计算软件嘛就不用自己计算了 供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件. 二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多. 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗. 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻. 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流. 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法. 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念. 1.主要参数 Sd三相短路容量(MV A)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流 和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定
全国110kV及以上等级 电力变压器短路损坏事故统计分析 金文龙 陈建华 国家电力公司安全运行与发输电部,100031北京 李光范 王梦云 薛辰东 国家电力公司电力科学研究院,100085北京清河 STATISTICS A ND ANALYSIS ON POWER TRA NFORMER DAMAGES CAUSED BY S HORT-CIRCUIT FAULT I N110kV A ND HIGHER VOLTAGE CLASSES Jin Wenlong Chen Jianhua Department of Safety Operatio n,Genera tion and Tra nsmissio n,Sta te Pow er Co rpora tion of China Beijing,100031China Li Guang fa n Wang Meng yun Xue Chendong Electric Pow er Resea rch Institute,State Pow er Co rpo ra tion o f China Beijing,100085China ABSTRAC T According to the information on transformer faults provided by major electric pow er companies in China from1990to1998,the statistics and analysis on the trans-former damages caused by short-circuit faults in110kV and higher voltage classes are carried out.The general situation of high capacity pow er transformer damage caused by short-circuit is summarized,the feature and regular patterns of these faults are put forw ard.The result of analysis can be used as a good guidance of improving pow er transformer se-cure operation and provides an objective foundation for the manufacturers of high capacity anti-break-down transformers in China. KEY W ORDS pow er transformer;short-circuit fault;dam-age of transformer 摘要 根据1990～1998年全国各网省(市)电力公司提供的变压器事故统计数据,对全国110kV及以上电压等级变压器的短路损坏事故进行分析,总结了全国大型电力变压器的短路事故特点和规律,为运行部门提高设备安全运行管理水平、变压器制造厂提高设备抗短路能力,提供了依据。 关键词 变压器 短路事故 统计分析 1 前言 通过历年对全国电力变压器运行情况和事故的统计分析,发现因外部短路故障引起的设备损坏事故逐年增多。截止1996年底,全国110kV及以上等级电力变压器因外部短路故障造成损坏的事故达到事故总数的50%。扼制此类事故的上升势头,已成为提高电力变压器安全运行水平的关键。 本文统计的因短路事故造成损坏的变压器共有145台。包括:各网省电力公司报送的1990～1996年全国110kV及以上等级事故变压器中因外部短路损坏的变压器124台;由19个网省(市)电力公司于1998年8～10月报送的110kV及以上等级的短路损坏变压器21台(实际上报数为62台,但其中41台变压器在1990～1996年报送样本中已出现过)。 按各网省电力公司历年上报的数据,全国110kV及以上等级变压器在1990～1996年期间,共发生事故409台次,事故总容量为32306MV A;其中因短路损坏的变压器共124台次,容量8432.6MV A。 1990～1996年间变压器短路损坏事故台次和容量见图1、图2。图3为1990～1996年间变压器短路损坏事故占总事故的百分比。 图1 1990～1996年间每年变压器短路损坏台次 Fig.1 Transf ormer damaged by short-circuit between1990and1996(by sets) 自1990年以来,110kV及以上等级变压器的短路损坏事故明显增多。从最初每年两三台到1995、1996年的29台。到1996年,全国110kV及以上电压等级变压器的短路损坏事故台次已经占统计总事故台次的50%。因外部短路引起变压器损坏的事故已成 第23卷第6期1999年6月 电 网 技 术 Po we r System T ech no lo gy V ol.23N o.6 Jun. 1999 DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.1999.06.021
短路容量计算 (1)110kV ： 最大短路容量 m a x 1825d S M VA =； 最小短路容量 m i n 855d S M VA =； 110 kV ：m in 6.630s X =Ω ； m i n 21.104s L m H =； max 14.152s X =Ω ； m a x 45.047s L m H =； 10kV ：min 0.0548s X =Ω ； m i n 0.1744s L m H =； m a x 0.11696s X =Ω ； m a x 0.3723s L m H =； 6kV ：m in 0.01973s X =Ω； m i n 0.0628s L m H =； m a x 0.0421s X =Ω； m a x 0.1340s L m H = ； (2) 3#主变： 6kV ：2 6 0.10090.145325 T X = ?Ω=Ω；T 0.4625L m H = ； (3) 1#或2#主变阻抗计算 11%(10.1 18.0 6.5)% 10.8%2 k u = +-=； 21%(10.1 6.518.0)%0.7%2k u =+-=-； 31%(18.0 6.510.1)%7.2% 2 k u = +-=； 10kV ：2 110 0.1080.34331.5T X = ?Ω=Ω, 1 1.091T L m H =; 2 210 (0.007)0.02231.5T X = ?-Ω=-Ω, 20.0707T L m H =-; 2 310 0.0720.228631.5 T X = ?Ω=Ω; 30.728T L m H =; 6kV ： 1360.1080.123431.5T X =?Ω=Ω , 10.3929T L m H =; 236(0.007)0.00831.5T X =?-Ω=-Ω , 20.0255T L m H =-; 336 0.0720.082331.5 T X = ?Ω=Ω ; 30.262T L m H =; (5) 10kV 母线短路容量计算
合肥景喜电气设备有限公司关于提高变压器抗短 路能力的措施 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。下面对变压器短路的措施谈谈我公司的一些看法。 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。 二、提高变压器抗短路能力的重要性 变压器的安全，经济，可靠运行，取决于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。
三、提高变压器抗短路能力的具体措施 （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，设计中我公司充分注意内绕组结构，以提高内绕组辐向强度，生产中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，我公司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；不仅对垫块进行密化处理，在线圈加工好后还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，严格做到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
大型电力变压器短路事故统计与分析王梦云 凌 愍(电力工业部电力科学研究院,北京100085) 摘要:针对1991～1995年110kV及以上电压等级变压器的事故情况,统计分析了因外部短路引起电力变压器损坏事故的主要原因,提出了减少这类事故的措施。 关键词:变压器 短路 事故 统计 分析 Statistics and Analysis on Short-Circuit Faults of Large Power Transformers Wang Mengyun and Ling Min Elect ric Power Research Insti tute,Ministry of Electric Pow er,Beijing100085 Abstract: Based on the faults of110kV pow er transformers and above occur red in 1991～1995,the main reasons of faults caused by ex ter nal short-circuit are analyzed s tatistically in this paper,and th e steps taken to decrease th ese faults are presented. Key words: Transformer,Short-circuit,Fault,Statistics,Analysis 1 前言 电力变压器在电力系统中运行,发生短路是人们竭力避免而又不能绝对避免的,特别是出口(首端)短路,巨大的过电流产生的机械力,对电力变压器危害极大。因此,国家标准GB1094和国际标准IEC76均对电力变压器的承受短路能力作出了相应规定,要求电力变压器在运行中应能承受住各种短路事故。然而,近五年来对全国110kV及以上电压等级电力变压器事故统计分析表明,因短路强度不够引起的事故已成为电力变压器事故的首要原因,严重影响了电力变压器的安全、可靠运行。 本文就因外部短路造成电力变压器损坏事故的情况作一统计分析,进而提出了减少这一类事故的措施,试图以此促进制造厂对电力变压器产品的改进和完善,同时促使运行部门进一步提高运行管理水平。2 大型电力变压器短路事故情况根据1991～1995年的 不完全统计,全国110kV及以上电压等级电力变压器共发生事故317台次,事故总容量为25348.6MV A。以台数计的平均事故率为0.83%,以容量计的平均事故率为 1.10%。在这些事故中,因外部短路引起电力变压器损坏的有93台次,容量为6677.6MV A,分别占同期总事故台次的29.3%,占总事故容量的26.3%(详见表1)。 由表1不难看出,电力变压器短路强度不 表1 1991～1995年全国电力变压器短路事故 台次及容量统计 第34卷 第10期1997年10月 变压器 TRANSFORM ER Vol.34 No.10 Octo ber 1997
变压器短路容量的计算 变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算 一.概述 供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作。为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。 二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限。只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。
在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。 1.主要参数 Sd三相短路容量 (MVA)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(W) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值 计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算). (1)基准 基准容量 Sjz =100 MVA 基准电压 UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV 有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV) 37 10.5 6.3 0.4 因为S=1.73*U*I 所以 IJZ (KA)1.565.59.16144 (2)标么值计算 容量标么值 S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MVA时,其标么值容量 S* = 200/100=2. 电压标么值 U*= U/UJZ ; 电流标么值 I* =I/IJZ
因变压器出口短路导致变压器内部故障和事故的原因很多，也比较复杂，它与结构设计、原材料的质量、工艺水平、运行工况等因数有关，但电磁线的选用是关键。从近几年解剖变压基于变压器静态理论设计而选用的电磁线，与实际运行时作用在电磁线上的应力差异较大。 （1）目前各厂家的计算程序中是建立在漏磁场的均匀分布、线匝直径相同、等相位的力等理想化的模型基础上而编制的，而事实上变压器的漏磁场并非均匀分布，在铁轭部分相对集中，该区域的电磁线所受到机械力也较大；换位导线在换位处由于爬坡会改变力的传递方向，而产生扭矩；由于垫块弹性模量的因数，轴向垫块不等距分布，会使交变漏磁场所产生的交变力延时共振，这也是为什么处在铁心轭部、换位处、有调压分接的对应部位的线饼首先变形的根本原因。 （2）抗短路能力计算时没有考虑温度对电磁线的抗弯和抗拉强度的影响。按常温下设计的抗短路能力不能反映实际运行情况，根据试验结果，电磁线的温度对其屈服极限？0.2影响很大，随着电磁线的温度提高，其抗弯、抗拉强度及延伸率均下降，在250℃下抗弯抗拉强度要比在50℃时下降上，延伸率则下降40％以上。而实际运行的变压器，在额定负荷下，绕组平均温度可达105℃，最热点温度可达118℃。一般变压器运行时均有重合闸过程，因此如果短路点一时无法消失的话，将在非常短的时间内（0.8s）紧接着承受第二次短路冲击，但由于受第一次短路电流冲击后，绕组温度急剧增高，根据GBl094的规定，最高允许250℃，这时绕组的抗短路能力己大幅度下降，这就是为什么变压器重合闸后发生短路事故居多。 （3）采用普通换位导线，抗机械强度较差，在承受短路机械力时易出现变形、散股、露铜现象。采用普通换位导线时，由于电流大，换位爬坡陡，该部位会产生较大的扭矩，同时处在绕组二端的线饼，由于幅向和轴向漏磁场的共同作用，也会产生较大的扭矩，致使扭曲变形。如杨高500kV变压器的A相公共绕组共有71个换位，由于采用了较厚的普通换位导线，其中有66个换位有不同程度的变形。另外吴泾1l号主变，也是由于采用普通换位导线，在铁心轭部部位的高压绕组二端线饼均有不同翻转露线的现象。 （4）采用软导线，也是造成变压器抗短路能力差的主要原因之一。由于早期对此认识不足，或绕线装备及工艺上的困难，制造厂均不愿使用半硬导线或设计时根本无这方面的要求，从发生故障的变压器来看均是软导线。 （5）绕组绕制较松，换位处理不当，过于单薄，造成电磁线悬空。从事故损坏位置来看，变形多见换位处，尤其是换位导线的换位处。 （6）绕组线匝或导线之间未固化处理，抗短路能力差。早期经浸漆处理的绕组无一损坏。 （7）绕组的预紧力控制不当造成普通换位导线的导线相互错位。 （8）套装间隙过大，导致作用在电磁线上的支撑不够，这给变压器抗短路能力方面增加隐患。 （9）作用在各绕组或各档预紧力不均匀，短路冲击时造成线饼的跳动，致使作用在电