如何預(yù)防變壓器出口短路危害分析

錢亮

摘 要：文章針對(duì)變壓器發(fā)生的出口短路問題進(jìn)行了分析，并從管理方面和技術(shù)方面等對(duì)變壓器的該種危害問題的解決方式進(jìn)行了分析。在電網(wǎng)中，變壓器的影響非常大，對(duì)其短路危害進(jìn)行分析非常必要。

關(guān)鍵詞：變壓器；危害；出口短路；預(yù)防

1 概述

在整個(gè)電力網(wǎng)中變壓器是核心設(shè)備，發(fā)揮著不可替代的作用，所以變壓器的穩(wěn)定可靠性會(huì)直接對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全性造成影響。但是由于設(shè)備的設(shè)計(jì)生產(chǎn)，以及工藝和運(yùn)行維護(hù)等方面具有一定的局限性，因而還是會(huì)在運(yùn)行過程中發(fā)生故障。尤其近年來變壓器出口短路故障以及近區(qū)故障開始引起人們的重視，這些都極大的危害了電網(wǎng)運(yùn)行的整體穩(wěn)定性。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，變壓器損害事故中超過80%的都是由于出口短路所致，出口短路會(huì)在變壓器中產(chǎn)生較大的電流。因此通過有效的維護(hù)方式，減少出口短路現(xiàn)象的發(fā)生，從而保證變壓器能夠更加穩(wěn)定安全的運(yùn)行，這具有極其重要的意義。

2 出口短路具有的危害

出口短路發(fā)生后變壓器會(huì)同時(shí)受到機(jī)械力和電動(dòng)力的作用，因而繞組在形狀以及尺寸上會(huì)發(fā)生形變，這種形變不可逆，即繞組變形。繞組形變?cè)谧兓习◤较虺叽缫约拜S向尺寸的變化，多表現(xiàn)為繞組鼓包和器身位移，繞組會(huì)發(fā)生扭曲，匝間會(huì)發(fā)生短路，因而會(huì)威脅到整個(gè)電力系統(tǒng)。若變壓器的繞組出現(xiàn)變形，那么就會(huì)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)損害而引發(fā)事故。但是很多形變并不明顯，因此變壓器仍舊可以運(yùn)行一段時(shí)間，即損壞程度會(huì)直接影響運(yùn)行時(shí)間。但是這種帶病運(yùn)行的狀態(tài)必然會(huì)引發(fā)更大的故障。

首先，繞組機(jī)械性能會(huì)受到影響而降低，若是變壓器再次遇到短路電路沖擊，那么就無法承受巨大的電力沖擊，而發(fā)生損壞。在實(shí)際的使用中就有在受到短路沖擊后仍舊可以繼續(xù)投入使用的變壓器，但是在運(yùn)行的過程中由于再次受到短路電力沖擊，而直接損壞。

其次，覺遠(yuǎn)距離受到影響，絕緣受到損傷繼而發(fā)生局部放電現(xiàn)象。若是變壓器受到過電壓作用，那么繞組就會(huì)發(fā)生匝間短路或者餅間短路，因而變壓器的絕緣極易被擊穿，從而引發(fā)事故。或者運(yùn)行電壓正常，但是由于受到局部放電的影響，原本絕緣受到損害的地方進(jìn)一步發(fā)展，最終變壓器絕緣被擊穿。實(shí)際的應(yīng)用中這種現(xiàn)象具有一定的隱蔽性，因此需要予以重視。

根據(jù)長期的經(jīng)驗(yàn)積累可以看出，運(yùn)行過程中若是變壓器繞組一旦發(fā)生形變，那么就會(huì)發(fā)生累積效應(yīng)，即變壓器的使用狀況進(jìn)入一種惡性循環(huán)中。例如，某臺(tái)正在使用的變壓器，運(yùn)行了5年，在此期間其10kv側(cè)多次受到?jīng)_擊，在檢驗(yàn)過程賀總發(fā)現(xiàn)其繞組變形嚴(yán)重，如果不及時(shí)的進(jìn)行吊罩檢驗(yàn)則無法及時(shí)的發(fā)現(xiàn)這一狀況，很難保證什么時(shí)候就會(huì)因此而引發(fā)事故。所以，有些變壓器即便是繞組產(chǎn)生變形仍舊投入使用，這些設(shè)備并不意味著其絕緣馬上會(huì)被擊穿，但是依照繞組形變狀況的不同，若是不予以重視，其再次遭受過電壓或者或電流，甚至有時(shí)候受到正常的磁振動(dòng)影響也會(huì)發(fā)生事故。因此，一些突發(fā)事故以及雷擊事故都有可能出現(xiàn)這種情況，因而必須予以重視，避免隱患的存在。

3 預(yù)防措施

3.1 若是變壓器的中壓測(cè)為35kv，低壓側(cè)為10kv，那么需要考慮其中性點(diǎn)的特性，由于其屬于小電流接地系統(tǒng)，因此對(duì)單相接地需要予以預(yù)先的防止，避免發(fā)生諧振過電壓。目的在于杜絕引發(fā)絕緣擊穿所導(dǎo)致的出口短路。

3.2 通過將低壓側(cè)支柱瓷瓶更換為防污瓷瓶，提高其爬距，或者在其上涂刷防污閃涂料，從而避免由于絕緣擊穿現(xiàn)象導(dǎo)致的出口短路故障。另外需要注意的是，涂刷的涂料必須滿足一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，若不滿足則不能夠被應(yīng)用。

3.3 提高中低壓側(cè)開關(guān)的開斷容量，從而防止由于該容量不足造成的開關(guān)損毀引發(fā)的出口短路現(xiàn)象。

3.4 氧化鋅避雷器是變壓器以及線路避雷其和母線都應(yīng)當(dāng)據(jù)別的避雷設(shè)備，從而提高其過電壓水平。

3.5 對(duì)保護(hù)配置予以完善。在變壓器的保護(hù)上應(yīng)當(dāng)采取雙重化和微機(jī)化的方式，通過差動(dòng)保護(hù)以及失靈保護(hù)對(duì)母線進(jìn)行保護(hù)，從而提高保護(hù)裝置的可靠性以及保護(hù)效率。另外通過顯示速斷的設(shè)置對(duì)變壓器中低壓側(cè)進(jìn)行保護(hù)，并且保證保護(hù)動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間小于0.5s。從而保證能夠在故障發(fā)生后能夠最快的做出反應(yīng)，從而減少由于出口短路造成的損害。

3.6 若是變電站僅限為雙電源，則應(yīng)當(dāng)預(yù)先采取一定的措施，目的是防止備用電源會(huì)對(duì)變壓器造成再次損害。

4 管理措施

4.1 從繼電器保護(hù)定制以及保護(hù)壓板的管理上和其年檢的管理上進(jìn)行加強(qiáng)，保證所有的動(dòng)作具有正確性，從而杜絕出現(xiàn)在變壓器出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)生保護(hù)拒動(dòng)問題，以此造成設(shè)備損壞。

4.2 全面保護(hù)，避免保護(hù)死去的出現(xiàn)，通過保護(hù)定值的合理計(jì)算，對(duì)變壓器中出現(xiàn)的故障電流予以快速切除。例如在設(shè)備的后備保護(hù)中，其動(dòng)作時(shí)間應(yīng)當(dāng)予以有效縮短，從而滿足保護(hù)配合所需要的選擇條件，并且這一反應(yīng)動(dòng)作時(shí)間越短越好，其時(shí)間長度最長不得超過2秒，從而避免過電流對(duì)設(shè)備的損害。中斷對(duì)于終端變電所，電源測(cè)線路保護(hù)定值可延伸到終端變的變壓器內(nèi)部，以增加保護(hù)動(dòng)作的可靠性。

4.3 若是外部短路強(qiáng)度不高的變壓器，或者一些已經(jīng)收到了出口短路影響而出現(xiàn)了變形的，那么會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)短路跳閘后的開關(guān)自動(dòng)重合或者將設(shè)備強(qiáng)行進(jìn)行投運(yùn)，由此產(chǎn)生了很多不利因素，針對(duì)這一類現(xiàn)象，必須予以重視。所以，應(yīng)當(dāng)對(duì)短路故障進(jìn)行判斷，看其能夠自動(dòng)消除與否，并對(duì)其自動(dòng)消除概率予以判斷，對(duì)架空線或者電纜線應(yīng)當(dāng)取消自動(dòng)重合閘，或者延長自動(dòng)合閘的時(shí)間，從而避免自動(dòng)合閘過快所帶來的危害。

4.4 加強(qiáng)周邊的巡視，發(fā)現(xiàn)危害電網(wǎng)運(yùn)行的因素應(yīng)當(dāng)及時(shí)的予以排除，防止樹木過高使得線路接地，由此避免出口短路的發(fā)生。

4.5 對(duì)電纜設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)實(shí)行封堵措施，避免開關(guān)室中進(jìn)入小動(dòng)物，從而引發(fā)單相接地造成出口短路，預(yù)防變壓設(shè)備的損害發(fā)生。

4.6 若開關(guān)室為全封閉的，應(yīng)設(shè)置抽濕機(jī)或者排風(fēng)扇，保持期環(huán)境的干燥是以，避免由于凝露現(xiàn)象或者閃污事故引發(fā)的出口短路。

4.7 對(duì)出口處應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，通過加裝避雷器避免雷擊對(duì)設(shè)備的損害。并確保避雷器性能，防止避雷器出現(xiàn)故障，而不能夠發(fā)揮作用，當(dāng)出現(xiàn)過電壓時(shí)無法發(fā)揮作用，以此導(dǎo)致出口短路。

4.8 在管理運(yùn)行過程中藥加強(qiáng)對(duì)變電設(shè)備的管理，保證其運(yùn)行能夠滿足穩(wěn)定性要求，通過相關(guān)管理措施對(duì)設(shè)備運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的缺陷及時(shí)的予以排除，從而使得變壓設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)揮其在電網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)發(fā)揮的作用。

4.9 每年安排2次以上的設(shè)備紅外線普測(cè)，積極開展避雷器在線監(jiān)測(cè)、絕緣在線監(jiān)測(cè)、高壓開關(guān)SF6氣體在線監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目，及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀況。

4.10 無論是新投運(yùn)的變壓器還是沒有做過形變測(cè)試的變壓器都應(yīng)當(dāng)對(duì)其測(cè)試數(shù)據(jù)予以保留，從而保證若是變壓器受到短路沖擊后，可以在此基礎(chǔ)上對(duì)其形變程度進(jìn)行判斷，從而對(duì)其能夠繼續(xù)投入運(yùn)行進(jìn)行認(rèn)定。若是變壓器的繞做形變并不明顯，那么對(duì)于此類變壓器，再次直接投入使用不但能夠節(jié)省人力物力，還能夠有效的縮短應(yīng)用維修周期，節(jié)省了資金投入。

4.11 對(duì)電網(wǎng)的規(guī)劃管理進(jìn)行科學(xué)合理的建設(shè)，并有效安排其運(yùn)行方式，對(duì)短路電流以及出口短路進(jìn)行限制，從而降低設(shè)備受到的損害的幾率。

參考文獻(xiàn)

[1]咸日常.電力變壓器出口短路事故的危害與防范措施[J].電力設(shè)備，2006（2）.

[2]康萬銀.變壓器出口短路的危害及預(yù)防措施[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2009（10）.

[3]李云閣，馮玉昌，吉煒，等.大型變壓器低壓側(cè)出口短路事故探究[J].電網(wǎng)與水力發(fā)電進(jìn)展，2008（1）.