知識科普 | 電力變壓器短路危害,原因分析和改
電力干式變壓器是電力系統中提供能源消耗的基礎部分,也是保證電力安全運行的重要感應裝置,其組成結構是由初級線(xiàn)圈、次級線(xiàn)圈和鐵芯而組成,利用電磁感應的原理來(lái)改變交流電壓的裝置,經(jīng)過(guò)長(cháng)期的技術(shù)改造,整個(gè)供電工作可靠程度和穩定性不斷提升,但其中仍埋下各種突出的隱患,一些干式變壓器裝置由于自身抗短路沖擊能力不足,容易滋生短路現象,為了有效判斷故障的原因以及位置,必須要加大對干式變壓器故障以及診斷技術(shù)的研究,從而采用對應的技術(shù)有效的解決干式變壓器故障診斷的效率。
電力干式變壓器短路的危害
1.沖擊電流的影響:干式變壓器突然短路會(huì )產(chǎn)生很大的短路電流,持續時(shí)間雖然短,但在干式變壓器主回路還未切斷之前,這種隱患就可能已經(jīng)形成,形成之后可能帶來(lái)的問(wèn)題就是干式變壓器內部受損,絕緣程度下降等。
2.電動(dòng)力的影響:短路時(shí),過(guò)電流會(huì )產(chǎn)生很大的電動(dòng)力,影響穩定,嚴重時(shí),對干式變壓器的繞組會(huì )產(chǎn)生一定程度的影響,比如:繞組變形,破壞繞組的絕緣強度,其他組件也會(huì )受到損壞,嚴重時(shí),可能造成電力干式變壓器燃燒等電力安全事故。
電力干式變壓器短路的原因
1.目前計算程序中是建立在漏磁場(chǎng)的均勻分布、線(xiàn)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(shí)上干式變壓器的漏磁場(chǎng)并非均勻分布,在鐵軛部分相對集中,該區域的電磁線(xiàn)所受到機械力也較大;換位導線(xiàn)在換位處由于爬坡會(huì )改變力的傳遞方向,而產(chǎn)生扭矩;由于墊塊彈性模量的因數,軸向墊塊不等距分布,會(huì )使交變漏磁場(chǎng)所產(chǎn)生的交變力延時(shí)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(xiàn)餅先先變形的根本原因。
2.采用普通換位導線(xiàn),抗機械強度較差,在承受短路機械力時(shí)易出現變形、散股、露銅現象。采用普通換位導線(xiàn)時(shí),由于電流大,換位爬坡陡,該部位會(huì )產(chǎn)生較大的扭矩,同時(shí)處在繞組二端的線(xiàn)餅,由于幅向和軸向漏磁場(chǎng)的共同作用,也會(huì )產(chǎn)生較大的扭矩,致使扭曲變形。如楊高500kV干式變壓器的A相公共繞組共有71個(gè)換位,由于采用了較厚的普通換位導線(xiàn),其中有66個(gè)換位有不同程度的變形。另外吳涇1l號主變,也是由于采用普通換位導線(xiàn),在鐵心軛部部位的高壓繞組二端線(xiàn)餅均有不同翻轉露線(xiàn)的現象。
3.抗短路能力計算時(shí)沒(méi)有考慮溫度對電磁線(xiàn)的抗彎和抗拉強度的影響。按常溫下設計的抗短路能力不能反映實(shí)際運行情況,根據試驗結果,電磁線(xiàn)的溫度對其屈服極限?0.2影響很大,隨著(zhù)電磁線(xiàn)的溫度提高,其抗彎、抗拉強度及延伸率均下降,在250℃下抗彎抗拉強度要比在50℃時(shí)下降上,延伸率則下降40%以上。而實(shí)際運行的干式變壓器,在額定負荷下,繞組平均溫度可達105℃,較熱點(diǎn)溫度可達118℃。一般干式變壓器運行時(shí)均有重合閘過(guò)程,因此如果短路點(diǎn)一時(shí)無(wú)法消失的話(huà),將在非常短的時(shí)間內(0.8s)緊接著(zhù)承受第二次短路沖擊,但由于受較好次短路電流沖擊后,繞組溫度急劇增高,根據GBl094的規定,較高允許250℃,這時(shí)繞組的抗短路能力己大幅度下降,這就是為什么干式變壓器重合閘后發(fā)生短路事故居多。
4.繞組繞制較松,換位處理不當,過(guò)于單薄,造成電磁線(xiàn)懸空。從事故損壞位置來(lái)看,變形多見(jiàn)換位處,尤其是換位導線(xiàn)的換位處。
5.采用軟導線(xiàn),也是造成干式變壓器抗短路能力差的主要原因之一。由于早期對此認識不足,或繞線(xiàn)裝備及工藝上的困難,制造廠(chǎng)均不愿使用半硬導線(xiàn)或設計時(shí)根本無(wú)這方面的要求,從發(fā)生故障的干式變壓器來(lái)看均是軟導線(xiàn)。
6.套裝間隙過(guò)大,導致作用在電磁線(xiàn)上的支撐不夠,這給干式變壓器抗短路能力方面增加隱患。
7.作用在各繞組或各檔預緊力不均勻,短路沖擊時(shí)造成線(xiàn)餅的跳動(dòng),致使作用在電磁線(xiàn)上的彎應力過(guò)大而發(fā)生變形。
8.繞組線(xiàn)匝或導線(xiàn)之間未固化處理,抗短路能力差。早期經(jīng)浸漆處理的繞組無(wú)一損壞。
9.繞組的預緊力控制不當造成普通換位導線(xiàn)的導線(xiàn)相互錯位。
10.外部短路事故頻繁,多次短路電流沖擊后電動(dòng)力的積累效應引起電磁線(xiàn)軟化或內部相對位移,較終導致絕緣擊穿。
創(chuàng )聯(lián)匯通干式變壓器提高電力干式變壓器抗短路的改善措施
1.對干式變壓器進(jìn)行短路試驗,以防患于未然。
大型干式變壓器的運行可靠性,先先取決于其結構和制造工藝水平,其次是在運行過(guò)程中對設備進(jìn)行各種試驗,及時(shí)掌握設備的工況。要了解干式變壓器的機械穩定性,可通過(guò)承受短路試驗,針對其薄弱環(huán)節加以改進(jìn),以確保對干式變壓器結構強度設計時(shí)做到心中有數。
2.規范設計,重視線(xiàn)圈制造的軸向壓緊工藝。
制造廠(chǎng)家在設計時(shí),除要考慮干式變壓器降低損耗,提高絕緣水平外,還要考慮到提高干式變壓器的機械強度和抗短路故障能力。在制造工藝方面,由于很多干式變壓器都采用了絕緣壓板,且高低壓線(xiàn)圈共用一個(gè)壓板,這種結構要求要有很高的制造工藝水平,應對墊塊進(jìn)行密化處理,在線(xiàn)圈加工好后還要對單個(gè)線(xiàn)圈進(jìn)行恒壓干燥,并測量出線(xiàn)圈壓縮后的高度。
同一壓板的各個(gè)線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)上述工藝處理后,再調整到同一高度,并在總裝時(shí)用油壓裝置對線(xiàn)圈施加規定的壓力,較終達到設計和工藝要求的高度。在總裝配中,除了要注意高壓線(xiàn)圈的壓緊情況外,還要特別注意低壓線(xiàn)圈壓緊情況的控制。
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