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(tǒng)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圈、次級線圈和鐵芯而組成,利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,經(jīng)過長期的技術改造,整個供電工作可靠程度和穩(wěn)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(xiàn)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的研究,從而采用對應的技術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產(chǎn)生很大的短路電流,持續(xù)時間雖然短,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,形成之后可能帶來的問題就是干式變壓器內(nèi)部受損,絕緣程度下降等。
2.電動力的影響:短路時,過電流會產(chǎn)生很大的電動力,影響穩(wěn)定,嚴重時,對干式變壓器的繞組會產(chǎn)生一定程度的影響,比如:繞組變形,破壞繞組的絕緣強度,其他組件也會受到損壞,嚴重時,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的均勻分布、線匝直徑相同、等相位的力等理想化的模型基礎上而編制的,而事實上干式變壓器的漏磁場并非均勻分布,在鐵軛部分相對集中,該區(qū)域的電磁線所受到機械力也較大;換位導線在換位處由于爬坡會改變力的傳遞方向,而產(chǎn)生扭矩;由于墊塊彈性模量的因數(shù),軸向墊塊不等距分布,會使交變漏磁場所產(chǎn)生的交變力延時共振,這也是為什么處在鐵心軛部、換位處、有調(diào)壓分接的對應部位的線餅先先變形的根本原因。
2.采用普通換位導線,抗機械強度較差,在承受短路機械力時易出現(xiàn)變形、散股、露銅現(xiàn)象。采用普通換位導線時,由于電流大,換位爬坡陡,該部位會產(chǎn)生較大的扭矩,同時處在繞組二端的線餅,由于幅向和軸向漏磁場的共同作用,也會產(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個換位,由于采用了較厚的普通換位導線,其中有66個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,在鐵心軛部部位的高壓繞組二端線餅均有不同翻轉露線的現(xiàn)象。
3.抗短路能力計算時沒有考慮溫度對電磁線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際運行情況,根據(jù)試驗結果,電磁線的溫度對其屈服極限?0.2影響很大,隨著電磁線的溫度提高,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℃時下降上,延伸率則下降40%以上。而實際運行的干式變壓器,在額定負荷下,繞組平均溫度可達105℃,較熱點溫度可達118℃。一般干式變壓器運行時均有重合閘過程,因此如果短路點一時無法消失的話,將在非常短的時間內(nèi)(0.8s)緊接著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(jù)GBl094的規(guī)定,較高允許250℃,這時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,過于單薄,造成電磁線懸空。從事故損壞位置來看,變形多見換位處,尤其是換位導線的換位處。
5.采用軟導線,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,或繞線裝備及工藝上的困難,制造廠均不愿使用半硬導線或設計時根本無這方面的要求,從發(fā)生故障的干式變壓器來看均是軟導線。
6.套裝間隙過大,導致作用在電磁線上的支撐不夠,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,短路沖擊時造成線餅的跳動,致使作用在電磁線上的彎應力過大而發(fā)生變形。
8.繞組線匝或導線之間未固化處理,抗短路能力差。早期經(jīng)浸漆處理的繞組無一損壞。
9.繞組的預緊力控制不當造成普通換位導線的導線相互錯位。
10.外部短路事故頻繁,多次短路電流沖擊后電動力的積累效應引起電磁線軟化或內(nèi)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,其次是在運行過程中對設備進行各種試驗,及時掌握設備的工況。要了解干式變壓器的機械穩(wěn)定性,可通過承受短路試驗,針對其薄弱環(huán)節(jié)加以改進,以確保對干式變壓器結構強度設計時做到心中有數(shù)。
2.規(guī)范設計,重視線圈制造的軸向壓緊工藝。
制造廠家在設計時,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,且高低壓線圈共用一個壓板,這種結構要求要有很高的制造工藝水平,應對墊塊進行密化處理,在線圈加工好后還要對單個線圈進行恒壓干燥,并測量出線圈壓縮后的高度。
同一壓板的各個線圈經(jīng)過上述工藝處理后,再調(diào)整到同一高度,并在總裝時用油壓裝置對線圈施加規(guī)定的壓力,較終達到設計和工藝要求的高度。在總裝配中,除了要注意高壓線圈的壓緊情況外,還要特別注意低壓線圈壓緊情況的控制。
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