電力變壓器短路沖擊損壞分析及防治措施

摘要：經(jīng)過(guò)電力系統(tǒng)內(nèi)部容量長(zhǎng)期的技術(shù)改造，整體供電工作可靠程度和穩(wěn)定性不斷提升，但其中仍埋下某種突出的隱患問(wèn)題，一些變壓器裝置由于自身抗短路沖擊能力不足，容易滋生沖擊損壞現(xiàn)象，衍生事故比例約占4成左右。因此，本文決定對(duì)電力變壓器發(fā)生短路狀況下的電流和電動(dòng)力等實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)和計(jì)算，并從中挖掘變壓器在選材、制造工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的改造措施，進(jìn)而提高繞組的機(jī)械強(qiáng)度，維護(hù)用戶(hù)的正常用電生活，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；短路沖擊；事故；分析流程；應(yīng)對(duì)措施

變壓器在運(yùn)行狀態(tài)下如果引發(fā)短路危機(jī)，其內(nèi)部隱藏的巨大電流動(dòng)力將造成機(jī)械本身的嚴(yán)重?fù)p壞。按照我國(guó)電力安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電力變壓器設(shè)備必須具備抵抗不同短路狀況的能力。以往頻頻發(fā)生事故的主要原因就是設(shè)備機(jī)械強(qiáng)度較低造成的，如果長(zhǎng)期不予以應(yīng)對(duì)，還會(huì)影響電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)的安全效益。

1.電力變壓器短路沖擊損壞問(wèn)題的論述

按照過(guò)往觀察、實(shí)踐工作分析，有關(guān)此類(lèi)結(jié)構(gòu)的損壞形式的特征如下：

機(jī)械整體運(yùn)行期限較短，加上出口處是造成短路危機(jī)的高頻區(qū)，即便是持續(xù)作用的短路電流沒(méi)有越過(guò)標(biāo)定值的最高限制，同時(shí)能維持正常的保護(hù)動(dòng)作，將故障部位及時(shí)切斷。但較為關(guān)鍵的是低壓繞組匝間位置短路，經(jīng)常造成絕緣材質(zhì)燒毀和導(dǎo)線(xiàn)燒斷現(xiàn)象，單憑更換繞組工作來(lái)說(shuō)，整體結(jié)構(gòu)修復(fù)時(shí)間就很長(zhǎng)，在這個(gè)環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的成本規(guī)模更是可想而知。

1.1.短路環(huán)境下變壓器動(dòng)熱穩(wěn)定效應(yīng)闡述

在變壓裝置內(nèi)部如果產(chǎn)生短路現(xiàn)象，不同繞組之間流過(guò)的實(shí)際電流數(shù)量將超過(guò)額定水平，后期電動(dòng)力作用雄厚，令裝置失去一定的穩(wěn)定效果，并造成不同部件的損壞。即便是電流沖擊效果沒(méi)有引起繞組部件的變形，但是短路電流長(zhǎng)期得不到改善和調(diào)整，就會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，絕緣材料最終將抵受不住熱量危害而損壞，這將嚴(yán)重影響電力企業(yè)正常供電活動(dòng)的進(jìn)展水準(zhǔn)。在突發(fā)短路問(wèn)題作用下，電壓相位突變和整體結(jié)構(gòu)阻抗效率決定了變壓器短路電流的大小，尤其是在電動(dòng)力作用較強(qiáng)的出口位置，單純憑借現(xiàn)下的保護(hù)手段是無(wú)法及時(shí)將故障問(wèn)題切除的，所以必須想盡一切辦法提升電力機(jī)械的強(qiáng)度，并以此維持出口繞組在抵抗短路電流方面的動(dòng)力穩(wěn)定性能。

1.2.變壓器短路狀態(tài)下整體電動(dòng)力效果研究

不同繞組之間在短路電流的沖擊下會(huì)產(chǎn)生一定規(guī)模的漏磁空間，不同因素相互作用將引起電動(dòng)力效果的進(jìn)一步擴(kuò)散。這種漏磁現(xiàn)象主要包括兩種類(lèi)型的分量?jī)?nèi)容，即繞組軸向和輻向的分量。繞組內(nèi)部的短路電流一旦與漏磁現(xiàn)場(chǎng)相互影響時(shí)，繞組裝置的輻向電動(dòng)力就會(huì)擴(kuò)散，對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的壓力控制，而軸向作用力則按照繞組實(shí)際高度對(duì)下部結(jié)構(gòu)施加壓力效果。

同時(shí)，帶分接線(xiàn)位置存在漏磁附加形式的分量，其中的軸向作用力將圍繞接線(xiàn)繞組不斷蔓延，令分接位置空檔范圍擴(kuò)張。若要在此種條件下完成變壓裝置抵抗短路性能的提升工作，應(yīng)注意配合同相位空間內(nèi)不同繞組之間的安匝平衡條件，并注意繞組的具體高度要保持一致；分接段由于輻向安匝結(jié)構(gòu)不平衡漏磁數(shù)量的增加，造成整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性降低，因此必須對(duì)這部分的漏磁問(wèn)題實(shí)施改造。

2.相關(guān)改進(jìn)措施分析

2.1.具體提高繞組輻向機(jī)械強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)

主要是針對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的強(qiáng)度效應(yīng)，對(duì)整個(gè)繞組結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固程度控制。在導(dǎo)線(xiàn)材質(zhì)選擇上，最好配合半硬銅導(dǎo)線(xiàn)、換位材料實(shí)現(xiàn)粘合處理，同時(shí)將導(dǎo)線(xiàn)輻向厚度加大，配合對(duì)空間電流密度的降低，基本可以減少不必要的損耗效果。

硬紙筒與鐵芯之間要確保不存在任何形式的間隙，只要這種剛性支撐作用長(zhǎng)期維持下去，就算繞組結(jié)構(gòu)內(nèi)部電動(dòng)力效果突出，也會(huì)受到繞組抗輻向壓力的抵制。為了保證輻向繞緊能力的持久，在方案設(shè)計(jì)活動(dòng)中要根據(jù)立式繞線(xiàn)機(jī)和拉緊測(cè)量設(shè)備實(shí)現(xiàn)逐層調(diào)節(jié)。而變壓裝置機(jī)身經(jīng)過(guò)烘干處理后，內(nèi)部撐條容易發(fā)生位移，從而影響裝置穩(wěn)定性能，所以要全面增加撐條的數(shù)量，令線(xiàn)段位置部件間距減小，以此來(lái)增加內(nèi)部繞組的強(qiáng)度效應(yīng)。

2.2.提高繞組軸向壓緊作用力

繞組的安匝平衡效用將直接決定變壓器短路狀態(tài)下的動(dòng)力范圍，研究過(guò)程中應(yīng)充分考慮繞組安匝與漏磁數(shù)量的分布規(guī)律，將一切不穩(wěn)定因素排除。為了真正提升繞組軸向壓緊力度，應(yīng)該充分結(jié)合不同細(xì)節(jié)部位的調(diào)節(jié)手段實(shí)現(xiàn)改造。在壓層板的選擇上，通過(guò)繞組絕緣范圍和損耗數(shù)量角度觀察，一般利用絕緣層壓板實(shí)現(xiàn)支撐，但其實(shí)際承受得來(lái)的機(jī)械動(dòng)力不足，在投入應(yīng)用過(guò)程中極易埋下折斷隱患。所以，在選擇這類(lèi)層壓板方面，最好維持足夠的厚度條件，并利用性能良好的絕緣膠實(shí)現(xiàn)緊密連接，促進(jìn)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定質(zhì)量。

最需要注意的是，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)部繞組分接環(huán)節(jié)中，為了防止輻向漏磁量的增加，要將這些部件實(shí)現(xiàn)單獨(dú)安裝和調(diào)壓管理，最好設(shè)置在結(jié)構(gòu)的最外層部位，這樣就可以全面保證繞組裝置的動(dòng)穩(wěn)定水準(zhǔn)，防止電流沖擊動(dòng)作產(chǎn)生的導(dǎo)線(xiàn)燒毀現(xiàn)象，落實(shí)人們正常用電生活的改造任務(wù)。

3.結(jié)語(yǔ)

變壓裝置的出口短路問(wèn)題包含多種隱含因素，其結(jié)構(gòu)整體引發(fā)的動(dòng)力效應(yīng)，主要由短路電流、繞組安匝平衡性能和相關(guān)細(xì)節(jié)調(diào)整方式等引起。生產(chǎn)主體在全面重視此類(lèi)技術(shù)問(wèn)題的同時(shí)，應(yīng)該將設(shè)備生產(chǎn)活動(dòng)中涉及的材質(zhì)選擇、技術(shù)應(yīng)用、方案選取內(nèi)容進(jìn)行徹底更新改革，進(jìn)而提升電力事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的技術(shù)水準(zhǔn)。這是我國(guó)電力變壓器應(yīng)用性改革長(zhǎng)期關(guān)注的話(huà)題，必須集結(jié)一切可靠資源和人員力量落實(shí)整體改進(jìn)，爭(zhēng)取為了人們多元化的用電生活創(chuàng)造更加優(yōu)越的輔助條件。

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