下载文档原格式
基于变压器突发短路试验探讨提高抗短路能力李刚摘要：本文首先阐述了突发短路故障，接着分析了变压器短路试验的目的，最后对提高变压器抗短路能力的措施进行了探讨。
希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词：变压器；突发短路；试验；提高抗短路能力引言变压器使用范围非常广泛，修复期比较长，损坏后停电造成的损失巨大，变压器短路试验前应完成全部的例行试验，短路试验是检测变压器好坏的一项重要的试验项目，对短路后的变压器检测具有重要意义。
1突发短路故障变压器接入电源后，在绕组及其周围空间产生漏磁，不仅有轴向漏磁，而且有径向漏磁场分布。
在这个漏磁场中，变压器的高压和低压绕组将受到相应的感应力作用，即产生绕组的电动力。
当变压器额定运行时，绕组短路电动力在合理的数值区间内；当变压器发生突发短路故障时，绕组内产生的瞬时最大短路电流将达到额定运行时的数十倍，过电流将产生巨大的短路电动力。
这些电动力作用于变压器绕组，并传递到其他结构部件上，极易使绕组发生形变，甚至崩坏。
同时，巨大的短路电流将对导线产生热效应，使得绕组中导线急剧升温发热，损伤绝缘，破坏绝缘电气性能，影响变压器的正常使用寿命。
变压器的绕组所能承受的短路电动力是有一定的限度的，短路电动力与短路故障下的短路电流大小密切相关。
当绕组处于突发短路故障状态时，绕组的电磁力远大于正常运行状态下的电磁力，极易损坏变压器。
在变压器的电磁计算及机械结构设计时，必须保证变压器具备足够的抗短路强度来应对突发短路故障。
因此，非常有必要针对变压器抗突发短路能力加以分析研究。
2变压器短路试验的目的短路阻抗变压器的短路试验就是将变压器的一组线圈短路，在另一线圈加上额定频率的交流电压使变压器线圈内的电流为额定值，此时所测得的损耗为短路损耗，所加的电压为短路电压，短路电压是以被加电压线圈的额定电压百分数表示的：此时求得的阻抗为短路阻抗，同样以被加压线圈的额定阻抗百分数表示：变压器的短路电压百分数和短路阻抗百分数是相等的，并且其有功分量和无功分量也对应相等。
变压器抗短路能力综合评估校验及运维策略分析摘要:近年来，我国的电力事业蓬勃发展，一方面为社会公众提供高品质的电力服务，另一方面也为电力技术的革新创造了更加有利的条件。
与此同时，电力变压器也存在设备突发性故障问题，影响电力系统的安全运行，特别是使用年限较久、设计和工艺等存在不足的电力变压器，在发生设备短路时，容易造成线圈变形、受损甚至烧毁。
本文主要对变压器抗短路能力校验原则进行分析，并提出后续的整改及运维策略。
关键词:变压器；抗短路能力校验；运维策略1.引言变压器短路时的电磁力是由于漏磁场与电流相互作用而产生的，当电力变压器发生近区短路故障时，变压器绕组会产生巨大的短路力，有可能导致绕组绝缘或结构件受损，严重情况可能造成绕组松散、扭转、变形、导线折断，甚至引起匝间短路使绕组烧毁。
变压器一旦过火烧毁失去功能后，将直接影响局部地区电网供电能力，对电网企业及地区经济发展产生负面经济及舆论影响。
为了妥善做好主变抗短路能力校验工作，本文结合地区电网短路电流及变压器设备厂家提供的数据资料，提出变压器抗短路能力分级原则，并按照变压器不同抗短路能力级别提出相应的整改和运维策略。
2.变压器抗短路能力分级方法及校验原则2.1变压器抗短路能力分级原则变压器初始抗短路能力核算作为变压器生产制造前必须开展的工作，国内外各变压器生产厂家和研究院所均开展了相关研究，形成了具备各自特性的核算模型。
对变压器抗短路性能评估的参考依据主要包括变压器出厂前绕组变形测试情况、绕组设计参数、电网系统运行数据及变压器的历史冲击情况。
根据变压器运行的环境和地区电网运行状况，可以按照变压器能够最大容许当年最严苛运行方式下可能出现的最大短路电流的比值为依据对变压器抗短路能力进行分级：A级（一般关注）：当年最严苛运行方式下可能出现的最大短路电流为50%-65%变压器最大容许短路电流。
B级（重点关注）：当年最严苛运行方式下可能出现的最大短路电流为65%-85%变压器最大容许短路电流。
浅谈变压器抗短路能力作者：孙艳辉来源：《科技创新导报》 2014年第34期孙艳辉(辽宁省葫芦岛电力设备厂辽宁葫芦岛 125000）摘要：随着电网改革的推进，对于变压器性能的要求越加严格，尤其是对变压器的抗短路性能要求也在不断提高，因此将变压器抗短路能力列为的一项重要指标，本文通过变压器运行中短路故障分析，真实事故照片的列举，并结合实际工作经验，剖析导致此类事故的各方面因素，提出变压器电磁计算、结构设计、工艺流程上应采取的相应措施，从而避免类次事情的发生，提高变压器绕组承受短路事故的能力。
关键词：变压器电动力变形实例中图分类号：TM41文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)12(a)-0065-01变压器抗短路能力，关系到电力系统运行的安全性和稳定性。
目前，随着电网容量增大，变压器短路事故发生率已占主导地位，对电力系统构成了严重威胁。
本文则通过笔者多年设计和实际经验对变压器抗短路能力剖析，并提出解决措施。
1 由于变压器本身的原因导致短路事故的因素1.1 变压器结构设计时存在缺陷（1）现阶段我国变压器生产商使用的静态理论进行变压器短路力计算，实际上变压器受短路力的瞬间是一个暂态且复杂的动态力。
（2）一些变压器固定结构模式原因，例如小型变压器多数采用多层分段式结构，虽然冲击梯度好，但是漏磁空道大，抗短路能力相对比较差。
（3）变压器高压绕组存在有载调压分接区，以及总绝缘沿整个绕组轴向高度上分布不均匀，因此沿高低压绕组轴向的安匝分布实际上是不平衡的。
1.2 工艺及装备的现状存在不足（1）不同容量和不同电压等级变压器由于成本的限制，使得一些变压器制造商没有设备和工装来保证绕组绕紧、压紧、套紧。
上述所提到的“紧”字，是不能过紧，要均匀压紧，使得压紧力始终的于动态短路力并留有一定的裕度。
（2）工艺结构强度在抗短路能力上不过关，例如压板材质及厚度达不到抗短路水平，铁轭垫块及固定支点强度达不到标准，变压器整体定位不牢固，在经历一系列的运输、吊装中发生位移，也会成为日后短路事故的隐患。
变压器绕组变形短路阻抗测试法及其结果分析摘要：本文介绍了电力变压器绕组变形的基本原理以及短路阻抗的测试和计算方法。
并通过几个实例，介绍了如何利用测得阻抗值分析、判断变压器绕组变形的方法和应用。
关键词：变压器；绕组变形；短路阻抗；结果分析引言作为电力系统中重要的主设备，变压器的安全运行将严重影响电网的安全运行。
近年来，国内许多大型变压器事故都是由于变压器低压侧短路造成的。
变压器的抗短路能力已成为衡量变压器的重要指标，是保障电网中、低压系统安全运行的必要条件。
目前，在电网中运行的变压器有些为老旧变压器，有的运行年限多达几十年，这些变压器抗短路能力差，容易在遭受突发短路时因承受不了过大的电动力而造成设备损坏。
还有的变压器损耗低，有的为节省原材料，但变压器低压绕组未采取足够的抗短路措施，在不大的短路电流下变压器就会损坏。
因此，正确地诊断变压器绕组变形程度，合理检修变压器是提高变压器抗短路能力的一项重要措施。
根据相关规定，发生出口短路要对变压器进行低电压阻抗的测试。
目前国内外对变压器的绕组变形试验方法主要有三种方法：1、阻抗法，2、低压脉冲法，3、频率响应分析法。
因低电压阻抗法其方法简单，所用仪器均是常用仪器，因此一般试验人员均能熟练掌握，是非常广泛使用的一种方法。
一、变压器绕组变形的原理及受力分析变压器遭到突发短路时，如果短路电流小，继电保护快速动作切除故障，对变压器绕组的影响是轻微的；如果短路电流大，继电保护动作时间长，甚至拒动，则对变压器绕组的影响将是严重的，甚至有可能造成变压器损坏。
对于轻微的变形，如果不及时检修，在多次短路冲击后，累积效应也会使变压器损坏。
变压器绕组发生局部机械变形后，其内部的电感、电容等分布参数必然随之发生相对变化。
然而，由于变压器结构、生产厂家的不同，其绕组承受短路电流的能力不同，在承受相同短路电流后，其绕组变形的程度、变形后内部分布参数的相对变化等往往相差较大。
特别是在一个电网中，变压器种类繁多，生产厂家各不相同，如何对遭受出口或近区短路变压器的绕组变形程度作出准确判断，仍有待探讨。
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，
并且在此压力下对线圈进行电气测量。
之后对线圈测量高度按工艺要求及设计目标值进行线圈高度调整。
如单个线圈高度调整量超过工艺调整范围时，调整后需对此线圈重新进行压装并施加压力，测量线圈高度，并对线圈按目标值重新调整高度。
在线圈高度调整前，特别强调的是加入线圈的绝缘件，如垫块、纸条必须是经烘干过的材料，因为后续工序对线圈进行二次烘焙时此材料会收缩，而且在线圈调整高度过程中，应注意线圈导线绝缘的完好性，如有损伤，应按要求修复处理。
另外，在线圈套装过程中，如发现内外线圈轴向高度不一致，应仔细检查并具体分析原因，核对设计尺寸，检查工艺裕度是否合理，检查导线匝绝缘公差和端圈、换位处尺寸、以及导线排列是否紧密等。
如果均正常，可把套装好的线圈底部垫平，上部加垫块，在压床上对不平线圈进行适当加压，经烘焙干燥后，再重新加压至图纸设计尺寸要求，这样才能保证整体套装线圈轴向高度与图纸一致性。
3 线圈焊按头数量对抗短路能力的影响
尽量减少线圈焊按头数量，包括来料导线焊按头数量，并确保导线的焊接质量。
导线来料焊接头数量控制应明确要求供应商来做，且应保证焊接头质量要求，有导线焊接头位置标识和数量及质量记录信息跟踪表。
我们在线圈绕制过程中如怀疑有质量问题的导线来料焊接头，应打开导线绝缘进行仔细检查并修复。
我们也应遵循线圈绕制工艺规范，不能因某一类型线圈工艺绕制复杂而随意剪线来绕制线圈，这样也会导致线圈焊接头过多，造成后续工序高频焊接时间长，而且存在的质量风险也高。
在线圈上进行导线高频焊接，是一道特殊工序，
也是一个关键的质量控制点，必须是经过特别培训，实操训练，严格考核，经质量及工艺部门认可并取得高频焊接上岗证后才可在线圈上焊接。
在进行线圈导线高频焊接过程中，必须严格遵循线圈导线高频焊接工艺规程操作，每一个导线焊接头必须是饱满，无缺陷，且打磨处理后焊接处必须光洁，无堆积焊馏，并严格控制每一个焊接头的焊接质量，按要求执行自检、专检工序工作，记录每一个焊接头质量数据。
经检查合格后，对导线焊接处周围清洁，并用专制纸槽对焊接头保护及按工艺要求包扎绝缘即可，整个线圈高频焊接完成后需对线圈进行清洁处理，并检查线圈内有无异物落入及线饼的松紧情况，如有应作及时修复处理。
最后，操作者及专检人员需对线圈进行导线的连续性和绝缘试验，检查线圈的电气完好性。
每相套装线圈内外线圈之间必须不偏心撑紧。
在进行线圈相套时，必须严格按图纸及工艺要求进行线圈绝缘装配，当要调整内外线圈的主绝缘距离时，必须经技术人员批准才能实施，而且在一般情况下不能局部调整，这样会造成内外线圈偏心，改变了本身设计的电磁分布。
在日常相套中，有些操作者为了减少相套麻烦，赶时间相套完成，于是随意减少内外线圈之间的撑条厚度，又或因外线圈内纸筒变形而局部减少套装撑条，而没有去调查分析为何不能按图纸尺寸套装。
产生不能按图纸尺寸相套的原因很多，譬如，是否因设计裕度偏小、撑条厚度偏差过大、线圈绕制尺寸偏大，又或是外线圈内纸筒烘后收缩偏大与变形等因素导致。
这些因素都要经技术人员、质量工程师及工艺工程师决定后才能进行内外线圈之间的撑条调整，且要确保
内外线圈撑条对齐撑紧不偏心，否则很可能会造成试验失败。
3结束语
综上所述，导致线圈抗短路能力差的因素很多，我们必须控制线圈制造中的各个环节，如导线及绝缘件的入厂检验、线圈的绕制、线圈的压装、线圈的干燥及线圈的绝缘装配等工序的制造质量，按质量标准严格控制，对经常影响线圈质量的个别工序或关键工序，应作为线圈制造瓶颈设立“工序质量控制点”，建立“质量信息记录平台”加于控制，以此来提高线圈制造质量。
在线圈制造过程中，由于受客观因素（如设备不良，工装工具的性难影响等）和主观因素（如操作者的技能水平不高、质量意识不强等）的影响，难免会出现这样或那样的质量问题。
但我们应对已出现的问题及时分析原因，及时解决，并提出往后的预防措施，这样长久坚持下去，线圈的制造质量就会起来越高，线圈的抗短路能力就会起来越好。
