核心提示:电力变压器会影响变压器的安全运行,经过仪器仪表世界网历年对全国电力变压器运行情况和事故的统计,发现外部短路引起的故障逐年增多。
电力变压器会影响变压器的安全运行,经过仪器仪表世界网历年对全国电力变压器运行情况和事故的统计,发现外部短路引起的故障逐年增多。
1 变压器短路故障的原因
变压器本身抗短路能力不够是引起变压器短路损坏的主要原因。除此之外,运行管理不当也是一个不可忽视的因素。变压器抗短路能力不够,主要表现在一部分变压器在遭受低于规定强度的短路电流冲击且保护速动下,仍然发生绕组变形,甚至绝缘击穿。例如河南开封滨河站1台SFL6-31500/110变压器,因低压侧所带线路母线电缆三相短路爆炸,引起主变重瓦斯保护动作跳闸,造成变压器低压侧A相断线,铁芯移位。但其短路电流仅为额定电流的4.5倍,保护动作时间为0.08s。
变压器动稳定性能差,经受不住各种短路,究其原因大致有以下几点: (1)在变压器结构设计中,对作用在变压器绕组上的电动力,仅按静力学计算是不能正确反映变压器突发短路电流冲击时所承受的各种应力的。(2)选择导线不恰当,存在重视热性能而忽视机械应力的现象。(3)绕组轴向压紧力不够。(4)引线固定支点不够、支架不牢固、引线焊接不良等。 (5)内绕组与铁芯柱间支撑不够。(6)制造过程中工艺条件不规范,质量控制不严。
2 变压器短路故障后二次保护的动作
当变压器发生短路故障后,若故障发生在外部线路上,则主保护中的纵差保护动作使变压器跳闸,继而退出电网运行。
3 变压器短路故障的表现形式和危害
3.1 变压器绕组短路故障的主要形式
在变压器短路电磁力作用下,绕组损坏和引线位移是变压器短路故障最可能的后果。试验研究和运行实践均表明,变压器绕组的短路电磁力作用下的损坏模式主要有以下几种形式:
(1) 绕组变形导致匝绝缘破裂引起匝间短路,这种故障形式是直径较小的小型配电变压器受幅向拉伸电磁力作用在短路事故中损坏的主要形式。
(2) 绕组变形导致主绝缘强度降低而造成主绝缘击穿,绕组变形导致主绝缘强度降低,从而造成主绝缘的击穿事故,这是受幅向拉伸短路力作用的中型以上电力变压器绕组的主要损坏模式。因此,在进行变压器绕组短路强度设计时,必须考虑绕组在短路电磁力作用下残余变形的积累效应。
(3) 绕组的幅向失稳,由于紧靠铁心放置的变压器内绕组或多绕组变压器的中间绕组,在短路状况下,可能受到幅向短路电磁力所引起的周向压缩作用。中型以上变压器内绕组的幅向失稳是变压器在幅向短路电磁力作用下损坏的主要表现形式。
(4) 绕组的轴向失稳,绕组的轴向失稳是受短路轴向电动力和短路幅向电动力共同作用的绕组损坏的主要形式。
(5) 三相变压器绕组的整体位移与倾斜,变压器绕组的整体位移与倾斜发生在三相对称短路故障的情况下。