變壓器運(yùn)行中短路損壞的常見(jiàn)部位與分析

黃欣 王敬 張文武 劉頂伍 胡高偉

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展迅速，取得了一系列成績(jī)，但隨著時(shí)代的進(jìn)步，電力系統(tǒng)的供電需求也越來(lái)越高。對(duì)于電流互感器的現(xiàn)狀，仍然存在許多問(wèn)題。短路故障嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。因此，短路故障的處理變得越來(lái)越重要。

關(guān)鍵詞：變壓器運(yùn)行；短路；損壞；分析

前言

在整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中，變壓器是保證入戶(hù)端電力能源電壓穩(wěn)定的關(guān)鍵，也是當(dāng)前電網(wǎng)體系的核心之一，這一設(shè)備的性能不僅關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全性同時(shí)也關(guān)系著用戶(hù)的利益，但電力能源重要性大幅提升的當(dāng)代，也就更需要強(qiáng)化變壓器部件的抗短路能力，從而推動(dòng)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的提升。

1 短路故障的成因以及危害

電力系統(tǒng)需要保持長(zhǎng)時(shí)間、不間斷的運(yùn)行，這也就會(huì)讓電力系統(tǒng)當(dāng)中的組件都處在負(fù)荷狀態(tài)下，并且各種電力系統(tǒng)組件所處的環(huán)境存在差異，環(huán)境因素的異常也可能給電力系統(tǒng)組件帶來(lái)影響，因此在電力系統(tǒng)運(yùn)行中會(huì)對(duì)變壓器設(shè)備產(chǎn)生影響的成因較多。而從各種干擾因素危害程度來(lái)看，絕緣結(jié)構(gòu)損壞是對(duì)變壓器設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性構(gòu)成影響的關(guān)鍵因素，當(dāng)變壓器中的線路出現(xiàn)損壞之后，也就會(huì)導(dǎo)致變壓器設(shè)備的運(yùn)行出現(xiàn)故障。其次，在對(duì)變壓器設(shè)備進(jìn)行維護(hù)的時(shí)候未能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障、未能落實(shí)故障維護(hù)操作、在變壓器設(shè)備設(shè)計(jì)方案存在不足或者是安裝階段操作存在問(wèn)題都有可能是導(dǎo)致變壓器設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)破損的成因。短路故障對(duì)于變壓器設(shè)備造成的實(shí)際損壞程度不一，短路故障發(fā)生的時(shí)候，電流值越大、短路故障持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)則對(duì)于設(shè)備所造成的損壞也就越強(qiáng)。短路故障中出現(xiàn)電流往往帶有巨大的毀滅力量，一旦變壓器設(shè)備當(dāng)中的導(dǎo)線以及其他部件沒(méi)有良好的穩(wěn)定性以抗短路能力，那么就難以有效的應(yīng)對(duì)變壓器故障。而在一些短褲故障當(dāng)中，由于短路故障的電流能量過(guò)高，所以即便電流持續(xù)的時(shí)間較短，但也會(huì)在瞬間讓設(shè)備以及導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的溫度被加熱到較高的條件，直接導(dǎo)致絕緣層的損壞，并且還可能造成部分金屬出現(xiàn)退火的情況，最終導(dǎo)致金屬出現(xiàn)變形或者是損壞。由于整個(gè)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)是相互連接的，所以一旦出現(xiàn)了短路故障，那么就會(huì)給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成不利影響以及各種損失。

2 短路故障處理措施

引發(fā)變壓器短路故障的因素有很多，也可以從事前進(jìn)行預(yù)防。生產(chǎn)商家在進(jìn)行變壓器的生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)充分考慮其抗機(jī)械與抗短路能力，改進(jìn)變壓器的使用性能。企業(yè)新采購(gòu)變壓器設(shè)備并在投入使用前都需對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量的綜合試驗(yàn)與檢測(cè)，試驗(yàn)的方面包括設(shè)備的性能參數(shù)、內(nèi)部材質(zhì)與結(jié)構(gòu)等，確保變壓器設(shè)備能夠達(dá)到電力設(shè)備運(yùn)行的要求。除此之外，預(yù)防短路還需借助有效的防范裝置，例如繼電保護(hù)裝置等。在變壓器設(shè)備運(yùn)行時(shí)，如果發(fā)生了短路故障，繼電保護(hù)裝置能夠及時(shí)切斷變壓器的電源，從而預(yù)防短路故障帶來(lái)的一系列問(wèn)題。對(duì)變壓器短路故障的預(yù)防還涉及到相關(guān)檢修人員的職責(zé)與技術(shù)水平。企業(yè)管理者應(yīng)制定科學(xué)合理的電力設(shè)備的檢測(cè)管理制度，對(duì)變壓器進(jìn)行定期的保養(yǎng)與維修。例如，相關(guān)檢修人員要定期對(duì)變壓器的各項(xiàng)零部件進(jìn)行檢測(cè)，確保其時(shí)刻保持干燥清潔的狀態(tài)，保證其良好的耐壓性以及其中某些部件的絕緣性、安全性與靈活性。同時(shí)，在變壓器運(yùn)行期間，要仔細(xì)檢測(cè)計(jì)算變壓器各運(yùn)行參數(shù)；變壓器的常規(guī)檢修要注意其內(nèi)部線圈機(jī)械強(qiáng)度的檢查。為了提高變壓器的檢修效率，相關(guān)技術(shù)部門(mén)可組織檢修人員進(jìn)行培訓(xùn)與考核，提升檢修人員的專(zhuān)業(yè)技能水平。

3 檢查短路事故后變壓器部件

變壓器在發(fā)生短路故障后，相關(guān)檢修人員應(yīng)對(duì)變壓器損壞的部件進(jìn)行仔細(xì)檢查，查出其發(fā)生故障的原因并認(rèn)真分析，及時(shí)找到相應(yīng)的解決措施。在根據(jù)變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電流情況進(jìn)行深入分析，對(duì)變壓器各零部件情況進(jìn)行仔細(xì)檢查。變壓的短路故障主要表現(xiàn)在繞組的變形，因此，在變壓器發(fā)生短路故障后，對(duì)于嚴(yán)重變形的繞組要進(jìn)行及時(shí)更換，掌握先進(jìn)的處理技術(shù)，增強(qiáng)變壓器設(shè)備抗短路的能力。變壓器設(shè)備的檢修處理要求檢修人員具有良好的專(zhuān)業(yè)技能，因此企業(yè)應(yīng)重視檢修人員的培訓(xùn)，提高其專(zhuān)業(yè)技能水平。同時(shí)，企業(yè)還應(yīng)對(duì)檢修人員進(jìn)行合理、科學(xué)的管理，嚴(yán)格落實(shí)設(shè)備檢修的各項(xiàng)制度與規(guī)范，嚴(yán)格控制變壓器的運(yùn)行與狀態(tài)，避免因超期、超負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致短路事故的發(fā)生。

4 觀察變壓器短路故障處理后零部件的情況

在變壓器短路故障處理中，變壓器的短路故障排除并不代表故障已經(jīng)處理完全，后期對(duì)變壓器設(shè)備各項(xiàng)相關(guān)環(huán)節(jié)的觀察與檢修也非常重要。首先，在變壓器投入使用前，要對(duì)其進(jìn)行熱油循環(huán)處理。其次，在投入使用后，還要對(duì)其周?chē)碾娋W(wǎng)線路、電流情況和相關(guān)配件進(jìn)行持續(xù)檢測(cè)，保證其正常運(yùn)行。最后，在對(duì)變壓器進(jìn)行維修時(shí)，要避免出現(xiàn)變壓器及其變壓器繞組、高低壓線圈、鐵芯以及引出線等部件受潮，否則將會(huì)引發(fā)內(nèi)部連電、漏電的問(wèn)題，損壞變壓器自身的部件。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電力網(wǎng)系統(tǒng)短路，使其不能安全、可靠運(yùn)行。變壓器短路故障排除后，相關(guān)檢修人員要對(duì)變壓器進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真的后期觀察。例如，觀察各項(xiàng)部件，看其是否存在異常并及時(shí)排除；同時(shí)，還要聆聽(tīng)變壓器運(yùn)行的聲音，如果部分配件無(wú)法承受較大的電流且電流傳輸速度快，則會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行聲音不正常甚至出現(xiàn)異常噪音的情況，這就說(shuō)明變壓器仍存在問(wèn)題，此時(shí)就要求相關(guān)的檢修人員加強(qiáng)對(duì)變壓器的監(jiān)測(cè)，必要時(shí)切斷其電源。除此之外，無(wú)論何時(shí)都要保持變壓器的干燥。檢修人員在完成變壓器短路故障工作后要對(duì)其進(jìn)行扣罩，及時(shí)抽干變壓器內(nèi)的空氣，并將其全部的游離水分都排除掉，然后在下次使用時(shí)再把干燥的空氣重新注入變壓器腔內(nèi)，以利于變壓器短路故障的高效處理。

結(jié)語(yǔ)

變壓器能否承受各種短路電流主要取決于變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝，且與運(yùn)行管理、運(yùn)行條件及施工工藝水平等方面有很大的關(guān)系，變壓器短路事故對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行危害極大，為避免事故的發(fā)生，應(yīng)從多方面采取有效的控制措施，以保證變壓器及電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[2]何文林，邵先軍，趙壽生，等.面向?qū)ο蟮倪\(yùn)行中變壓器抗短路能力評(píng)估方法與應(yīng)用研究[J].浙江電力，2016，35（7）：1-7.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)阜陽(yáng)供電公司）