變電站220kV變壓器抗短路能力的試驗(yàn)探究

摘 要：在整個(gè)的供電服務(wù)系統(tǒng)中，變壓器承擔(dān)著重要的功能和任務(wù)，是電能配置的中心，變壓器主要通過(guò)電壓的變化來(lái)調(diào)節(jié)電能的分配，變壓器自身的性質(zhì)、功能將極大地影響到電力系統(tǒng)的運(yùn)行，然而，變壓器抗短路能力對(duì)于整個(gè)變壓器有著十分重要作用。本文首先對(duì)變壓器短路故障進(jìn)行調(diào)查，然后以試驗(yàn)的方式分析了短路成因以及抗短路因素。

關(guān)鍵詞：變壓器；短路故障；成因；對(duì)策

中圖分類號(hào)：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）12-0070-01

前 言

變壓器短路故障是一種常見(jiàn)的故障，對(duì)此需要對(duì)變壓器的抗短路能力進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)測(cè)試來(lái)分析變壓器的短路成因，以及當(dāng)它遇到故障時(shí)的短路抵抗力，再參照行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工，提高變壓器的抗短路性能，從而確保其抗短路能力，這樣才能確保變壓器自身優(yōu)勢(shì)功能的發(fā)揮。

1 變壓器短路故障現(xiàn)狀調(diào)查

變壓器在整個(gè)電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，變壓器故障將影響系統(tǒng)的運(yùn)行，其中短路故障為主要故障，容易導(dǎo)致變壓器繞組受損，根據(jù)某地區(qū)的調(diào)查顯示，如表1，短路故障占比達(dá)到30%以上，對(duì)此可看出，變壓器抗短路能力有限，需要在變壓器的設(shè)計(jì)、技術(shù)等方面進(jìn)行更新，同時(shí)，又要找到科學(xué)的方法來(lái)預(yù)測(cè)故障，可以采用繞組變形測(cè)試技術(shù)。

從表1能夠看到，變壓器短路故障仍然占據(jù)較大比重，國(guó)家已經(jīng)在變壓器抗短路方面積極優(yōu)化、改進(jìn)，而且一些220kV變壓器試驗(yàn)證實(shí)也能經(jīng)受住短路試驗(yàn)，然而，由于變壓器設(shè)計(jì)、工藝、技術(shù)等的不足，使得220kV或者高于220kV變壓器依然存在短路故障問(wèn)題，對(duì)此，依然需要進(jìn)一步的試驗(yàn)來(lái)探究。實(shí)踐研究得出：變壓器短路所造成的故障多數(shù)是繞組變形故障，繞組失穩(wěn)或受損則必將帶來(lái)變壓器的故障。對(duì)此，對(duì)于任何一個(gè)變啊喲去都需要抗繞組試驗(yàn)，再?gòu)钠洳牧腺|(zhì)地、工藝類型等入手來(lái)深入剖析此變壓器的抗短路能力。

2 繞組變形與短路故障關(guān)系與危害

根據(jù)國(guó)家電力行業(yè)的相關(guān)規(guī)程，變壓器繞組主要是因?yàn)樽儔浩髟跈C(jī)械力、點(diǎn)動(dòng)力等的強(qiáng)烈干擾下所導(dǎo)致的變壓器直徑、大小等的突變，通常變壓器局部部位有變形、扭曲、錯(cuò)位等問(wèn)題，或者變壓器在運(yùn)輸過(guò)程中由于受到外界沖擊力的影響也可能出現(xiàn)繞組變形。變壓器出現(xiàn)繞組變形多數(shù)是在短路沖擊下所導(dǎo)致，繞組變形也使得變壓器的抗短路能力有所下降，從而影響其正常工作，甚至可能帶來(lái)其他系統(tǒng)的故障。

變壓器的繞組變形會(huì)帶來(lái)多方面的故障和危害，一旦變壓器存在繞組變形問(wèn)題，而且未能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，則可能帶來(lái)更多的隱患。具體體現(xiàn)在：

（1）絕緣距離的變動(dòng)。如果固體絕緣受損則很容易引發(fā)局部部位放電，而且如果在雷雨交加的時(shí)節(jié)，還可能導(dǎo)致匝間、餅間擊穿等問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣故障，最嚴(yán)重的故障就是絕緣擊穿。

（2）繞組功能逐步下降時(shí)，繞組假設(shè)不斷地遭到短路故障的侵襲，則可能出現(xiàn)局部受損。

變壓器繞組變形多數(shù)是短路故障所致，對(duì)此需要檢測(cè)變壓器是否有繞組變形，以及繞組變形的嚴(yán)重程度、具體部位等，再對(duì)應(yīng)選擇處理方法。

3 繞組變形的試驗(yàn)評(píng)估

變電站變壓器抗法短路能力試驗(yàn)重點(diǎn)從以下因素出發(fā)：變壓器的材料、質(zhì)地、設(shè)計(jì)等，因?yàn)閲?guó)家的質(zhì)量規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)也是在這幾個(gè)關(guān)鍵方面作出規(guī)定，確保短路電流侵襲時(shí)變壓器保持完好，如果材料、部件等的參數(shù)值變化，則會(huì)影響變壓器的抗熱能力與抗短路能力。變壓器抗短路動(dòng)穩(wěn)定的能力則應(yīng)參照機(jī)械強(qiáng)度來(lái)加以設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)，具體的評(píng)估則應(yīng)在某一短路故障狀態(tài)下，查看變壓器所能承受的最大機(jī)械力或應(yīng)力值，而且要對(duì)比相似變壓器通過(guò)試驗(yàn)的數(shù)值，也可以根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)所提供的抗短路設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)加以評(píng)價(jià)?？偨Y(jié)起來(lái)：變壓器抗短路能力評(píng)估分兩組方法：①對(duì)比評(píng)估法，也就是讓變壓器同已經(jīng)通過(guò)短路試驗(yàn)的合格變壓器來(lái)比較。②根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)變壓器的抗短路能力進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)估。

此次試驗(yàn)采用對(duì)比評(píng)估方式，將一個(gè)具有合格抗短路能力的變壓器作為參照對(duì)象，此變壓器得到了相關(guān)權(quán)威部門的質(zhì)檢認(rèn)定，短路實(shí)驗(yàn)后具有抗短路能力，或者也可以根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)變壓器的抗短路能力來(lái)測(cè)試。一切將要投入運(yùn)行的變壓器，都需要經(jīng)過(guò)權(quán)威部門，依照質(zhì)檢規(guī)定等來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)檢查，具體的短路試驗(yàn)有若干個(gè)分接選擇，短路阻抗測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表2所示。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，變壓器實(shí)際工作中難免遭受多種短路電流的營(yíng)銷，其中出口部位最為薄弱部位，由于受到短路電流的沖擊，則可能使得繞組處于高溫狀態(tài)，從而出現(xiàn)變形、受損等問(wèn)題。短路電流沖擊是造成變壓器繞組變形的首要成因之一，繞組則是由多個(gè)絕緣墊塊構(gòu)成，而且墊塊質(zhì)檢的壓緊度、彈性等也將影響其抗短路能力。同時(shí)，繞組變形還可能因?yàn)楸Ｗo(hù)系統(tǒng)自身功能減退、運(yùn)轉(zhuǎn)不暢等，保護(hù)系統(tǒng)存在死區(qū)等，當(dāng)系統(tǒng)處于短路狀態(tài)下，保護(hù)動(dòng)作不及時(shí)，不能及時(shí)地跳閘進(jìn)而釀成了短路故障。同時(shí)，繞組自身所承受的短路故障的能力也可能下降，則將影響變壓器的穩(wěn)定工作。

4 試驗(yàn)總結(jié)

變壓器經(jīng)過(guò)抗短路能力試驗(yàn)后總結(jié)出，要想方設(shè)法增強(qiáng)變壓器內(nèi)線圈機(jī)械強(qiáng)度，具體方法為：選擇質(zhì)地較硬、自粘性導(dǎo)線，也可以把線圈纏繞在質(zhì)地較硬的絕緣棒。變電站在引進(jìn)變壓器前應(yīng)該要求生產(chǎn)廠家提供變壓器的參數(shù)報(bào)告，而且要專門針對(duì)變壓器抗短路問(wèn)題提供行之有效的措施，從而在緊急狀態(tài)下采取應(yīng)對(duì)措施。為了提高變壓器的抗短路能力，則要盡量讓其線圈軸向壓緊，具體方法為：選擇預(yù)密化的線圈墊塊，而且要確保內(nèi)部、外部的線圈都能被壓緊，可以對(duì)線圈進(jìn)行整體套裝操作，而且對(duì)其進(jìn)行烘干處理，并同步檢測(cè)具體的壓緊水平，如果是超過(guò)220kV的變壓器則適合選擇單獨(dú)的調(diào)壓繞組以此來(lái)控制軸向力。

參考文獻(xiàn)

[1]趙家禮，等編著.變壓器故障診斷與修理[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

[2]中國(guó)南方電網(wǎng)有限公司.《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》（Q/CSG114002-2011）.

收稿日期：2018-3-25