变压器抗短路能力计算与分析

电力变压器承受短路能力国家标准的几点理解和研究摘要：文章主要是分析了短路试验与短路故障，在此基础上讲解了国家标准算法的理解与研究，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。

关键字：电力变压器；国家标准；短路试验1前言外部突发短路是容易导致电力变压器出现故障的重要因素，其的影响程度与短路类型等的工况之间存在紧密的关联，是一个随机且难以解决的问题。

变压器端丽故障中涉及到多个物理场，为此应当进行耦合分析。

2短路试验与短路故障2.1短路试验与短路故障的对比短路试验属于特殊试验，具有一定的破坏性，而且对于国标规定的Ⅲ类变压器短路容量要求非常高，必须在特定试验研究院才能完成。

短路耐受试验的电源可从电力系统网络中取得，也可使用短路试验发电机供电能，但电源系统均是单侧供电，与运行变压器故障类型有明显区别。

下面以一台三相180MVA/220kV为例，对短路试验与短路故障的差异进行对比短路耐受试验是模拟三相对称短路工况，并且在电压过零位置合闸，可保证峰值因数最大，满足“试验中所得到的电流峰值偏离规定值应不大于5%”的要求，试验条件是非常严格的。

由于运行变压器的物理状态在故障前可能发生微小变化，如轴向压紧力降低，以往运行或故障的累积效应等，允许受力与许用应力都有所降低，即如下式中的许用值[A]在特定的运行状态时，是一个相对于出厂略有降低的确定值。

对应运行中的故障电流，有效值受故障类型、故障阻抗等因素影响，暂态冲击电流又具有一定的随机性，电流峰值因数低于试验峰值因数，实际值A0是一个相对降低的不确定值。

实践证明，凡是短路能力耐受试验合格的变压器，在运行中就有足够的抗短路电流冲击的耐受能力。

K=[A]/A0式中，K为运行中变压器抗短路耐受能力安全系数；A0为实际短路工况下产生的力、应力和变形等参量；[A]为变压器在短路时刻的允许作用力、应力和变形等参量。

2.2保证运行变压器抗短路能力如前所述，短路试验在多数情况下可以保证变压器的安全运行，但并非所有变压器都必须由短路试验来验证，如标准所述承受短路的动稳定能力有两种验证方式：试验验证和计算、设计和制造同步验证。

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校验与评估针对厂家校验变压器抗短路能力的标准和方法参差不齐的问题，总结国家电网近年来出现的变压器短路冲击损坏事故的教训，从变压器运行的实际出发，依据设备全寿命管理理念，综合变压器原厂家提供的设计能力、变压器安装地点短路水平、变压器运行老化状况、厂家制造水平等要素，提出一种基于抗短路能力衰减系数的变压器抗短路能力评价方法。

标签：变压器;评估一、专业管理的的目标描述电力变压器是电力系统最重要的核心设备之一。

大型电力变压器发生故障，将造成大面积停电及大量用户电力供应中断，对国民生产、社会安定影响极大。

由于目前的电力系统短路容量增大，厂家对变压器抗短路能力的设计裕度小，变压器经受短路冲击而损坏的事故已成为电力变压器事故的首要原因。

研究变压器制造厂制作工艺、选材、设计等情况、进行调研，引进中国电力科学研究院变压器抗短路校核计算程序，对220kV变压器进行了抗短路能力校核。

该程序基于ANSYS程序的Emag模块和Multiphysics模块中的电磁分析功能，以Maxwell方程组作为电磁场分析的出发点，以有限元法为数值计算方法。

程序设计中即考虑了绕组导体材料和绝缘材料的力学特性，也考虑了绕组线饼的几何尺寸、撑条数量、轴向预紧力以及硬绝缘纸筒等因素对变压器抗短路能力的影响。

计算结果为在特定设计参数和工艺参数的条件下变压器出厂时固有的安全系数。

校核计算中没有考虑到不同厂家制造工艺的差别以及运行工况对抗短路能力的影响。

根据校核计算结果对变压器耐受短路能力进行分类，提出针对性治理建议，最终形成变压器抗短路能力校核报告。

但是这种校核方法还存在一些缺陷和问题，不能对在运变压器进行多因子的综合评估。

主要存在问题如下：由于材料选择及结构设计时存在偏颇，不同厂家和不同年代的变压器抗短路能力不足。

90年代中后期，变压器制造厂在追求低损耗、局部放电水平等指标时，在材料选择及结构设计等方面会降低对抗短路能力的要求。

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。

变压器抗短路能力计算
哎呀呀，变压器抗短路能力计算？这可真是个让人头疼又好奇的东西呢！
先来说说啥是变压器吧。

就好像我们人的心脏一样，变压器在电力系统里那可是超级重要的角色！它能把电压升高或者降低，让电能够乖乖地跑到该去的地方。

那变压器抗短路能力又是什么呢？这就好比一个大力士能不能承受住突然的重击。

要是变压器抗短路能力不行，那可就糟糕啦！就像一辆跑得正欢的小汽车，突然被一块大石头挡住，说不定就熄火甚至坏掉啦！
要计算变压器的抗短路能力，那可不是一件简单的事儿。

得考虑好多好多的因素呢！比如说变压器的结构，是像个胖嘟嘟的小熊，还是像个瘦高个儿？还有绕组的材料，是像钢铁一样坚硬，还是像棉花一样软绵绵？
老师给我们讲的时候，我都瞪大了眼睛，心里直犯嘀咕：“这也太难懂啦！”
我就问同桌：“你听懂了没？”他摇摇头，一脸迷茫地说：“这简直就是天书嘛！”
后来老师又说，还要考虑短路电流的大小和持续时间。

这就好像一场暴风雨，来势汹汹，时间还长，变压器要是顶不住，那可就惨咯！
计算的时候，要用一堆复杂的公式和参数。

我看着那些密密麻麻的数字和符号，脑袋都大了！这哪里是计算啊，简直就是在跟一群调皮的小怪兽打架！
我忍不住想：“为啥要这么麻烦呀？直接让变压器变得超级强大，啥短路都不怕不就行了？”
经过一番努力学习和研究，我算是明白了，只有把变压器抗短路能力计算准确，才能保证电力系统稳稳当当的运行，我们才能舒舒服服地看电视、吹空调、玩电脑，不然一切都得乱套！
所以说，变压器抗短路能力计算虽然难，但真的超级重要！我们可得好好研究，不能马虎！。

变压器短路强度计算摘要：本文通过理论计算，对SFZ11-100000/110的产品进行短路强度核算，通过核算短路应力、临界失稳强度、短路耐热能力的计算，对变压器结构设计起到一定的借鉴作用。

关键词：变压器短路强度7短路力计算变压器短路是变压器的一种事故运行状态。

短路时，变压器绕组中将流过巨大的电流，产生强大的电动力，并在极短时间内发出大量的热量。

变压器抗短路能力就是对所产生的电动力和热量的承受能力，即变压器的动稳定性能和热稳定性能。

由于绕组中存在漏磁场，导致线圈导线在该磁场作用力下产生电动力，该力在绕组短路时最为严重。

纵向磁场使绕组产生幅向力。

而由于漏磁力线弯曲产生的横向磁场产生轴向力。

轴向力使内外线圈均承受轴向压力，当变压器内外线圈在高度上有差异或安匝分布不平衡时，轴向力的问题尤为严重。

垫块的机械特性和装配时的预紧力，以及器身装配干燥后的最后压紧是保证轴向强度的关键。

幅向力使外圈承受向外的张力，内线圈承受向内的压力，即使外线圈导线拉长，内线圈发生强制变形（失稳），线圈幅向受力示意图如图1所示。

内线圈线饼的受力FC均小于线饼的临界失稳强度FB，安全裕度达到1.8~2.0以上，表明内线圈具有抗失稳的能力。

8轴向力计算8.1轴向力计算方法理论上要求低压线圈、高压线圈中心对称放置。

横向漏磁使内、外线圈均受到轴向压缩力，如图2线圈轴向力示意图所示。

在内、外两线圈沿高度方向安匝分布均匀时，轴向力都指向中间，使垫块受压。

对称区域上的力大小相等，方向相反，因此在轴向上合力基本为零。

其中：θ0=105℃，绕组的起始温度θ1=250℃，对称短路后铜绕组允许的最大平均温度JK=KI×J， KI：短路电流倍数， J：电流密度A/mm2对称短路的持续时间t=2秒高压绕组θ1=118.4℃<250℃低压绕组θ1=116.5℃<250℃10提高变压器抗突发短路能力说明为提高变压器的抗短路能力，我公司采取了以下主要措施：10.1所有线圈电磁线均采用半硬铜导线，换位线采用半硬自粘型。

三相三绕组变压器短路电压百分比计算一、概述三相三绕组变压器是电力系统中常见的重要设备，用于实现电压的变换和配电。

在实际运行中，为了确保系统的安全稳定运行，需要对变压器进行各种参数的计算和评估。

其中，短路电压是一个非常重要的参数，在系统分析和保护设计中具有重要的意义。

本文将对三相三绕组变压器短路电压的百分比计算进行详细介绍。

二、三相三绕组变压器短路电压的定义三相三绕组变压器的短路电压是指在变压器的额定变比和额定容量下，在短路侧接入额定电流时，在等效电路中形成的电压。

它是评价变压器励磁特性和短路能力的重要参数之一。

三、三相三绕组变压器短路电压的计算方法1. 标幺值法三相三绕组变压器的短路电压可以通过标幺值法进行计算。

首先需要将变压器的各个参数转换为标幺值，然后利用等效电路进行计算。

2. 电压降法电压降法是一种常用的计算短路电压的方法，通过对变压器的额定短路电压和额定短路电流进行计算，并考虑变压器的连接方式和电压折算系数，可以准确地计算出变压器的短路电压。

3. 等效电路法等效电路法是一种直观、简便的计算方法，通过将变压器转化为等效电路，利用等效电路的方法进行计算，可以得到较为准确的短路电压。

四、三相三绕组变压器短路电压百分比的计算三相三绕组变压器的短路电压百分比是指变压器短路电压与额定电压的比值，通常以百分数的形式表示。

计算公式为：\[ \ \ short \ circuit \ voltage = \frac{V_{sc}}{V_{rated}} \times100\ \]其中，\( V_{sc} \)为短路电压，\( V_{rated} \)为额定电压。

在实际计算中，需要考虑变压器的连接方式、电压折算系数、短路电压的计算方法等因素，以确保计算准确。

五、结论三相三绕组变压器短路电压百分比的计算是电力系统中的重要工作之一，它直接关系到系统的安全稳定运行。

在实际工程中，需要根据变压器的具体参数和接线方式，选择合适的计算方法，并对短路电压进行准确的计算和评估。