讨论电力系统中变压器抗短路能力提高的
措施
[论文关键词]变压器短路策略
[key words] transformer short circuit
[论文摘要]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，也与检修维护密切相关。就电力系统中变压器抗短路能力的提高的问题进行探讨。
[abstract] the power transformer is transmission, distribution of electric power hub, is the core of the power grid components, its reliable operation is not only related to power quality by the majority of users, is also related to the safety degree of the whole system. The reliability of power transformer is determined by its health, not only depends on the design and manufacture, structure, and is closely related to the maintenance and repair maintenance. On short-circuit withstand ability of transformer in the power system, improve the problems are discussed.
一、电力变压器概述
First, summary of power transformer
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。
Power transformer is mainly realized by using power electronic technology, its basic principle is in the original will power frequency signal through the power electronic circuit into high frequency signal, namely litres of frequency, and then through the middle high frequency isolation transformer coupling to the deputy party, again back into power frequency signal and the frequency reduction. Through the adoption of appropriate control scheme to control the work of power electronic device, which will be a kind of frequency, voltage, waveform conversion to another frequency electric power, voltage, waveform. Due to middle depends on the core material to the volume of the isolation transformer saturation magnetic flux density and the maximum permissible temperature rise of iron core and winding, and saturation magnetic flux density is inversely
proportional to the working frequency, so that to improve the working frequency can improve the utilization rate of iron core, so as to reduce the volume of a transformer and improve the overall efficiency.
二、提高电力变压器抗短路能力的措施
Second, efforts to improve the power transformer anti-short circuit ability
变压器的安全、、可靠运行与出力，取决于本身的制造质量和运行以及检修质量。本章试图回答在变压器运行维护过程中，有效变压器突发性故障的措施。
Of transformers, the safe and reliable operation, and the output, depending on the manufacturing quality and operation and maintenance of quality. This chapter attempts to answer in the process of transformer operation maintenance, some effective measures for transformer sudden failure.
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。有关设计、制造方面的措施在第二章已有论述，本章着重就运行维护过程中应采取的措施加以说明。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。
Grid is often due to lightning strike, relay protection misoperation or refusing action and cause short circuit, short circuit current shock may take a toll on the transformer, so we should strive to improve all aspects of transformer resistance short-circuit capacity. Transformer short circuit impact accident, the results show that manufacturing causes account for about 80%, and the operation, maintenance causes account for only around 10%. Measures about the design, manufacturing has been discussed in chapter 2, this chapter focuses on maintenance measures should be taken in the process of operation. Maintenance in the process of operation, on the one hand, should try to reduce the short-circuit fault, thereby reducing the number of the transformer was hit; On the other hand to test transformer winding deformation, timely prevention rather than cure.
（一）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。
(1) design specification, attaches great importance to the coil axial compression technology of manufacturing. When manufacturers in the design, besides should consider the transformer to reduce losses, improve the level of insulation, but also to improve the strength of the transformer and the fault resistance. In terms of manufacturing process, because a lot of transformer insulation plate is adopted, and high and low voltage coil Shared a pressure plate, the structure requirement to have high level of manufacturing process, for block processing, after the coil processing good even for a single coil constant pressure drying, and measure the height of the coil after compression; Same platen each coil after the process above, to adjust to the same height, and final assembly with a hydraulic device for coil regulation of pressure, finally reached the height of the design and process requirements. In the general assembly, in addition to pay attention to the high voltage coil compression condition, and pay special attention to low voltage coils to control the pressure.
（二）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。要了解变压器的机械稳定性，可通过承受短路试验，针对其薄弱环节加以改进，以确保对变压器结构强度设计时做到心中有数。
(2) short circuit test was carried out on the transformer, to nip in the bud. The operation reliability of the large transformer, first of all depends on its structure and manufacturing technology level, the second is in the running process to all kinds of test equipment, timely grasp the operation condition of the equipment. To understand the mechanical stability of the transformer, can withstand short circuit test, aiming at the weak link to improve, to ensure the strength of transformer structure design, accomplish know fairly well.
（三）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杭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问，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。
(3) the use of reliable relay protection and automatic reclosing system. People try to avoid short circuit accident in the system and cannot be absolutely avoid accidents, especially 10 kv circuit due to wrong operation, small animals to enter, such as external force, and user responsibility caused a short circuit accident possibility. So for transformer has been put into operation, first of all should be equipped with reliable for the use of protection system of dc power supply, and ensure the correctness of the protection action. Combining the operation of the transformer and hangzhou external short-circuit strength is poorer, for system short circuit automatic reclosing after tripping or forcibly put into operation, should see the disadvantage factors, or sometimes will aggravate the damage of the transformer, and even lost to repair. Has some operation department according to the instantaneous automatic short circuit fault can eliminate the probability, of nearly area overhead lines (such as 2 km) or cable line cancel using overlap asked, or extend or to reduce the interval for reclosing is no damage, and should try to test to check for short circuit trip transformer.
四）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。
4) actively carry out diagnosis of transformer winding deformation test. Usually after transformer under short-circuit fault current impact, winding local deformation will occur, even if no damage, immediately might also left behind serious fault hidden trouble. First of all, the insulation distance will change, solid insulation damage, cause partial discharge. When it encounters which can occur when there is thunder and lightning overvoltage interturn breakdown between, bread, sudden insulation accidents, even under the normal operating voltage, due to the partial discharge of the long-term effects may also cause insulation breakdown accident.
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、物力，对防止变压器事故的发生也有极其重要的作用。
Therefore, actively carry out of transformer winding deformation diagnosis, timely find problems of transformer, and validation, and maintenance carried out in a planned way to mourn, not only can save a lot of, material resources, to prevent the transformer accidents also has an extremely important role.
传递函数H（jw）(即频率响应特性)的零、极点分布情况与二端
口网络内的元件及连接方式等密切相关。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1 MHZ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。
Transfer function H (jw) (frequency response) the zero and pole distribution and two-port network element and is closely related to the connection mode, etc. Lots of experimental study results show that the transformer winding are usually 10 kz ~ 1 MHZ frequency range with more resonance point. When the frequency is lower than 10 KHZ, winding inductance plays a main role. The resonance point usually is less, less sensitive to the change of capacitance; When more than 1 MHZ frequency, winding inductance and distributed capacitance bypass, resonance point will reduce accordingly, less sensitive to the change of inductance, and with the increase of frequency, the test circuit (lead) of stray capacitance will significantly impact the result of the test.
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。
Due to the transformer winding deformation test instrument is expensive, and of high quality requirements for personnel, not generally carried out in the production run. Therefore, in practice, on the basis of transformer winding capacitance variation to judge whether the winding deformation method, can be used as a useful supplement frequency response method. Especially under the condition of the frequency response method is not qualified, can through the accumulation of transverse and longitudinal comparison of the measured capacitance, timely master the working state of the transformer winding, in order to reduce the probability of the accident, to ensure the safe and stable operation of power grid.
（五）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，
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
220kV变压器故障的电气试验分析 发表时间：2017-11-29T15:19:10.303Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：王庆1 王少鲁2 [导读] 摘要：变压器在用电高峰期过后进行本体排油，从检查窗进去对变压器内部检查验证后，发现Ｂ相低压线圈发生轻度变形，核实了本次试验结论的正确无误性。 （1.国网陕西省电力公司西安供电公司；2.国网陕西省电力公司检修公司陕西省西安市 710043） 摘要：变压器在用电高峰期过后进行本体排油，从检查窗进去对变压器内部检查验证后，发现Ｂ相低压线圈发生轻度变形，核实了本次试验结论的正确无误性。此次缺陷处理提醒大家，试验是电力设备运行和维护中的一个重要环节，用以发现运行中设备的隐患，预防事故的发生或设备的损坏，对设备进行检查、试验或监测，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。不能有丝毫懈怠，一时的疏忽就可能放过一个故障，造成无法弥补的后果。这就要求对试验工作要抓细、抓严，善于对试验数据进行分析，建立样本档案，并且要不断积累经验，以便及时发现、了解设备缺陷，确保安全生产。 关键词：220kV；变压器故障；电气实验分析 一、电气试验分析 2010年10月25日，该主变进行了周期性预试，预试结果正常。2011年10月20日，该主变停止运行后，于10月28日进行了主变频谱试验、绕组电容量试验、低电压短路阻抗试验、直流电阻试验和绝缘电阻试验。 1.绕组电容量测试中高中对低地电容量变化达16%，低对高中电容量变化达13%，其余试验数据差异不大判断分析为2#主变中压侧绕组发生变形。 2.频谱试验中反映高压共同绕组部分三相一致性较好，中压、低压绕组的三相响应曲线差异性大，绕组极可能已发生局部变形现象。从绕组频响法变形试验结果及电容量变化量分析，基本判定变压器中压绕组存在严重变形情况。直流电阻值无异常，说明中压绕组虽然已严重变形，但尚未形成匝间短路。 3.2012年7月27日，在变压器油中乙炔的体积分数出现第１次跳变后进行油位、潜油泵检查，铁心接地电流监测，以及局部放电、高频局部放电试验，未发现明显放电信号。油箱液位检查，变压器本体油位一直指示在本体油箱60％位置，有载油位持续指示在储油柜50％位置，油位没有变化，对油枕进行红外测温，未见油位变化，排除分接开关油箱向本体油箱内漏引起油色谱超标的可能性；潜油泵启动检查，潜油泵手动运行１ｈ并进行色谱分析，乙炔的体积分数没有明显变化，可以排除潜油泵绕组短路故障的可能；对该变压器铁心接地电流测试，为0.6ｍA，说明设备铁心没有多点接地的缺陷。2013年3月19日，对该变压器停电检修，检查高中压套管，进行例行试验和耐压及局部放电试验，均未发现异常。2013年5月，该变压器检修投入运行后乙炔的体积分数发生第２次跳变。对该变压器进行油位、潜油泵相关检查，并进行铁心接地电流监测，局部放电、高频局部放电试验，未发现异常。 4.变压器吊罩检查。2013年7月进行变压器吊罩检查。将变压器外罩吊开后，发现固定Ｕ相分接引线的支架与围屏表面发生局部放电故障。在Ｕ相中压侧围屏表面有树枝状放电痕迹，固定Ｕ相分接引线的支架上部、下部也有放电痕迹。在Ｕ相中压侧底部支架上发现掉落的胶垫残条，胶垫残条上有烧蚀痕迹。通过查找发现Ｕ相中压侧升高座底部法兰胶垫部分缺损，通过复原发现掉落的胶垫残条正是此处缺损的部分。法兰胶垫及掉落的残条。通过对变压器吊罩检查，认为变压器安装不良造成Ｕ相中压侧升高座底部法兰胶垫受力不均匀，导致部分胶垫挤压过度，在设备投入正常运行一段时间后，在设备启动或运行过程中，外界的轻微干扰造成挤压过度的Ｕ相中压侧升高座底部法兰胶垫残条掉落，恰好落到Ｕ相分接引线的支架上，与围屏表面搭连，造成局部瞬时放电故障。 二、常规试验检查 1.绝缘电阻试验。在大短路电流作用下，初始机械损伤的基本形式是变压器绕组变形，它们发展的典型方式是变形引起局部放电，匝、股间短路，整段主绝缘放电或完全击穿导致主绝缘破坏，测量变压器的绝缘电阻是变压器出口近区短路后一项必要的检测项目。在测量绝缘电阻中，严格执行了Q/CSG 114002-2011规程标准。采用2 500 V摇表，绝缘电阻值与前一次的测量结果进行了比较，无明显差别。 2.直流电阻试验。由于大电流冲击，电流流过薄弱环节，会造成分接开关、套管引线接头、将军帽与线圈引出线之间接触不良。如果未能及时发现处理，任其发展会使接触不良点发热熔化而烧断，进而烧坏变压器。接触不良，匝间和股间短路可通过测量绕组直流电阻来发现。对该变压器试验数据进行分析，直流电阻试验的结果没有明显异常，220 kV侧绕组直流电阻的三相不平衡率和变化率与往年试验数据较一致，由此初步确定低压绕组出现轻微的损伤。 3.气相色谱分析。确定目标后，需进一步核实。对近区短路这类突发性故障，因为由于故障突然，产气快，一部分气体来不及溶解于油中就进入气体继电器。为此对气体继电器的气体进行了色谱分析，并且根据气体继电器中气体颜色初步确定一下故障的大致情况。试验结果表明，各种气体含量未发现异常，其中甲烷（CH4）、乙烯（C2H4）相比以前有微量的增加，根据气体组份与内部故障特征关系，异常类型为过热或绝缘不良，但各项数据都在合格范围以内，可认为试验人员的测试误差，故不足以明确故障性质。 三、缺陷的判定及处理 1.缺陷的判定。近区短路后，绕组受到巨大电动力作用产生位移变形，绕组变形或位移后，即使没有立即损坏，也会留下严重故障隐患。通过绕组变形试验发现的差异，结合常规试验中直流电阻及气相色谱分析发现的微小变动，综合各个数据进行科学分析后，断定该变压器低压绕组B相存在轻微变形。 2.处理结果。变压器绕组变形后，要根据变压器的故障严重程度来决定能否继续运行，且运行时间的长短取决于变形的严重程度和部位。一是绝缘距离发生改变，固体绝缘受到损伤、击穿，导致突发性绝缘故障，甚至在正常运行电压下，因为局部放电而使绝缘击穿。二是绕组机械强度下降，其积累效应使绕组再一次遭受近区短路电流冲击时，将承受不住巨大电动力作用而发生损坏事故。为此根据本变压器故障性质，结合正值夏季用电高峰期，提出低压绕组受到近区短路冲击后有轻微变形，但不影响主变的运行。在制定了相关的技术安全措施和监视手段后，报上一级部门批准后主变顺利投运。运行期间特别执行了重点巡视、加强监测、减少负荷等。 四、处理措施及效果 1.处理措施。（1）对变压器Ｕ相中压侧围屏放电部分进行局部切割，并进行修补，对中压侧分接引线等部分进行绝缘处理。（2）．更换变压器Ｕ相中压侧升高座底部法兰胶垫。（3）对变压器油箱进行滤油处理，直到绝缘油中特征气体的体积分数为零为止。 2.处理效果。2013年7月3日变压器检修投运后，通过油色谱在线监测装置对主变压器的油色谱数据进行监测在变压器投运半个月后，
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
浅议变压器常见故障及处理 令狐采学 摘要：变压器在电力系统的安全、平稳运行中起着至关重要的作用。本文从变压器的结构和原理入手，结合我场变压器的实际情况，针对实际变电运行中变压器的主要异常现象和原因进行分析，提出一些自己的观点。 关键词：变压器原理结构参数异常处理 引言：电力是现在工业的主要能源，并且电能的输送能量之大、距离之远也决定了必须采用超高压输送电能，以减少此过程中的损耗。而实际中由于发电机结构上的限制，通常只能发出10kv 的电压，因此，必须经过变压器的升压才可以完成电能的输送。变压器也理所应当成为电力系统中核心设备之一。如果变压器出现了故障，就会在很大程度上影响电能的输送以及正常的变电运行，所以能够掌握和分析变压器常见的故障和异常现象，及主要原因，提出防范解决措施，就显得尤为重要。 电力变压器是利用电磁感应原理制成的一种静止的电力设备。它可以将某一电压等级的交流电能转换成频率相同的另一种或几种电压等级的交流电能，是电力系统中重要电气设备。下面将从变压器的分类、结构、异常现象和原因分析等几个方面进行介绍： 一、变压器的分类、结构及主要参数
（一）、变压器的分类 根据用途的不同，变压器可以分为电力变压器（220kv以上的是超高压变压器、35-110kv的是中压变压器、10kv为配电变压器）、特种变压器（电炉变压器、电焊变压器）、仪用互感器（电压、电流互感器）。 根据相数分为，单相变压器和三相变压器。 根据冷却方式分为，油浸自冷式、强迫风冷式、强迫油冷式和水冷式变压器。 根据分接开关的种类分为有载调压变压器和无载调压变压器。 根据绕组数分为，单绕组变压器、双绕组变压器和三绕组变压器。 （二）、变压器的结构 虽然变压器的种类依据不同方式进行分类，有很多种，但是一般常用的变压器的结构都很相似： 1、绕组：变压器的电路部分。 2、铁芯：变压器的磁路部分。 3、油箱：变压器的外壳，内装满变压器油（绝缘、散热）。 4、油枕：对油箱里的油起到缓冲作用，同时减小油箱里的油与空气的接触面积，不易受潮和氧化。 5、呼吸器：利用硅胶吸收空气中的水分。 6、绝缘套管：变压器的出线从油箱内穿过油箱盖时必须经过绝缘套管以使带电的引线与接地的油箱绝缘。
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
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。
关于变压器烧毁的事故分 析示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
关于变压器烧毁的事故分析示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 致：重庆华德机械制造有限责任公司领导 来电收到，我公司对贵公司配电房2号变压器因短路 烧毁事件深表关切，接电后立即展开了事故分析工作，我 公司调阅所有的来图档案、技术部的设计资料和采购部采 购元器件的资料及产品合格证都显示符合设计院设计的图 纸要求（以上图纸合格证等贵公司工程部都有资料），况 且配电柜已经运行了3个多月了，可以排除因元器件质量 原因而造成短路的可能性。 现根据现场具体情况分析可能是由于谐波造成的瞬间 系统电压升高，再加上设计院选用的电流互感器是BH- 0.66的,电流互感的电压偏低，这样反复的系统电压瞬间升 高，造成了电流互感器的绝缘下降而引起的。当然这只是
分析，另外，根据我们了解，现场配电房是无人值班的，而且配电房门始终开着，任何人都能随便进入，所以也不排除现场其它因素或者小动物进入造成事故的可能性。 不管怎样，我公司将会积极配合贵公司做好事故的排查分析工作，并全力做好事故后的处理和善后工作。 谢谢 上海一电集团有限公司 20xx年7月8日 请在此位置输入品牌名/标语/slogan Please Enter The Brand Name / Slogan / Slogan In This Position, Such As Foonsion
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
自爱迪生发明了电灯以后，电在人们生产、生活中的作用越来越重要。为满足人们各种用电需要，作为发电厂和变电站主要设备之一的变压器，不但能把电压降低为各级标准，而且能把电压升高为各级标准，进而将电能输送到各个不同的用电地区，这样有助于减少送电损失。 变压器几种常见故障产生的原因及其处理方法 袁世豪 （湛江中粤能源有限公司 广东 湛江 ５２４０９９） 力运行人员应具备的基本技能，同时亦是其重点关注、研究的问题。 二、变压器故障产生的原因 １、自身原因 变压器在制造时，由于工艺不佳或者人为因素影响，而使得设备本身就存在着诸如焊接不良、端头松动、垫块松动、抗短路强度不足、铁心绝缘不良等问题。 ２、运行原因 首先，变压器的超常负荷。变压器的长期超负荷工作，必然会使其内部零部件及连接件有着过高的温度，进而导致冷却装置不能正常运行，零部件受损。其次，变压器的使用不当。工作人员使用方式、方法不当，或者当设备出现问题时没有进行及时、正确维护，这必然加快变压器绝缘老化的速度。 ３、线路干扰 线路干扰在致使变压器产生故障的所有因素中，它是最为重要的，其所引起的故障在所有故障中占有很大的比例。主要包括：在低负荷阶段出现的电压峰值、线路故障，合闸时产生的过电压，以及其他方面的异常现象 一、加强变压器故障及时、准确检修的必要性 在电力系统中占有至关重要地位的变压器，是电网传输电能的枢纽，它由油箱、油枕、铁心、线圈、绝缘导管、分接开关、散热器、防暴管、瓦斯继电器，以及热虹吸、温度计等附件组成，变压器运行、检修，及维护质量的高低，将直接影响电力生产安全和经济效益。 虽然变压器较于其他电力设备的故障率低，但据运行经验表明、相关数据显示，近几年电力系统变压器故障呈现出不断上升的趋势。按照故障发生的程度不同，故障有轻有重，当故障较轻时，虽然变压器能够继续运行，但若不及时处理，将会进一步损害其内部零部件或者外部辅助设备；当故障较重时，则直接影响变压器的正常运行，若不及时处理，将会损害设备的使用寿命，甚至发生安全事故。总之，变压器一旦发生故障，轻则影响电力系统的正常运作，并直接或间接地影响人民群众正常的生产、生活；重则带来较大的安全隐患及经济损失。因此，对变压器运行或停运后异常、故障问题的检修、确认与维护，是电 DOI ：10.3969/j.issn.1001-8972.2011.03.032
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
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
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
1） 问题分析的理论基础： 当变压器在额定电压下发生短路时，其短路电流会大大超过其稳定值。稳定的短路电流按下式计算： =K I I Z K %100N 式中： Z K % ----- 短路阻抗百分值； I N -------变压器额定电流。 变压器在短路时是不饱和的，甚至在一次侧所加的电压为额定电压时也不饱和。这种情况可由变压器的T 型等值电路图来说明。变压器是否饱和，则可接等值电路图励磁回路的电压值来估算。在额定负载下，励磁回路的电压与一次电压差别不大，这是因为一次回路的阻抗压降很小。在短路时，励磁回路的电压约等于一次电压的一半，所以变压器不饱和。根据这个关系可以忽略励磁回路，而采用下图所示的简化电路图。 图：计算变压器突发短路电流的连接图和等值电路图 当电压为正弦波时，得出 u L =dt di u +u u r i =U 1m sin （ωt+α） 因为变压器不饱和，可以认为短路电感是个常量。上面的方程式包括右边部分时的特解给出稳态短路电流。 I=)sin()sin()(22 k my k k k m tt I tt L r U ?αω?αωω-+=-++ k ?---一次电压和短路电流之间的相位角：k k K r x arctg =? 上面的方程式不包括右边部分时的能解给出的短路电流的自由分量：u u L t r a n Ae i /.-= 短路电流的完全表达式为 sin m y ua ny u I i i i =+=ω(N n L r Ae t /)-++α
当t=0时，短路电流i u =0, 因为可以认为变压器在短路的瞬间是无负载的。所以 A=-)sin(u m v a I ?- 因而，u u L t r u m v k m v u e a I t I i /)sin()sin(----+=??αω 这样一来，过渡的短路电流包括两部分：稳态分量和非周期分量，后者是按时间常数T=L u /r u 衰减的。电感L u 是与变压器漏磁通相对应的，漏磁通一般比主磁通小得多。所以，短路的时间常数比变压器合闸到线路上的过渡过程的时间常数要小得多，非周期分量的衰减实际上是在几个交流半周期内完成的。 非周期分量电流与外施电压的初相角有关。如果0=-u ?α，即2π ?α==u ，在短路瞬间外施电压通过最大值，此时没有非周期分量，短路电流一开始就等于稳态值。如果,2π ?α=-u 即,2π ?α+=u 在短路瞬间外施电压通过零点，此时非周期分量最大，且当时 间t=1时，其值等于稳态短路电流的幅值。假若在后一情况下，忽略非周期分量的衰减，在稳态分量达到最大值时突发短路电流的幅值将为稳态短路电流幅值的两倍。实际上，非周期分量衰减得非常快，短路电流的幅值小于二倍的稳态短路电流值。 将2π ?α=-u 代入上面的公式，得出 u u n n L t r m y L r m y e I e I I //max )1(---+-=π N k m I Z k I % 1002max = 式中：Z K ---变压器的短路阻抗；n n L r m e k /1π-+=---考虑短路电流非周期分量的系数。 对于大容量的变压器，这个系数等于1.7～１.8;对于小容量的变压器,这个系数等于 1.３～１.4. 按上式计算的短路电流是属于最严重的短路情况,即短路发生在外施电压通过零值的瞬间.一般说来这种情况非常少有,因为在外施电压通过最大值或接近最大值时,在短路的导体之间才产生电弧,表明短路开始.所以,实际上突发短路电流的幅值,一般均小于按上式计算出来的值. 以上是三相短路时的等值电路图。实际上单相和两相短路时，其等值电路图也是相似的，下面说明两相短路时的稳态电流值的计算方法: 设变压器的正序、负序和零序阻抗分别为Z1、Z2和Z0，设短路故障发生在B 、C 两相，则U B =U C =-1/2U A ， 其等值电路如下： 则I A =0，I B =I C ，I 0=1/3（I A +I B +I C ）=0，故计算 电流时不涉及到零序阻抗。所以两相短路电流为：