从典型变压器短路事故谈变压器抗短路问题

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1、从典型变压器短路事故谈变压器抗短路问题摘　要：统计了贵州电网变压器短路事故，分析了典型事故后认为应增加变压器抗短路能力并减少出口短路概率。关键词：变压器；抗短路；典型事故；分析0　引言贵州电网变压器事故中，因外部短路而导致的损坏事故所占比例较高，减少变压器短路事故的发生，尤其是110kV及以上电力变压器短路事故的发生成为电力运行中急需解决的问题。另外运行中误操作或保护误动而造成的变压器损坏的也占有相当比例。需从设计、制造、试验、运行监督等多方面进行密切合作。电力变压器在运行中无法完全避免短路冲击，这就要求其有足够的承受短路能力。国标[1]和IEC76

2、标准均对其承受短路能力做出了相应的规定。然而近年的变压器事故统计分析表明，电力变压器抗短路强度不够是变压器短路事故发生的主要原因。提高变压器的抗短路能力是解决问题的关键。1　短路事故统计从1983年到1997年，贵州电网共发生110kV及以上电力变压器事故41台次，事故容量共2024.5MVA，其中因外部短路而导致的变压器损坏事故12台次，事故容量497MVA，分别占同期总事故台次的29.2%，占总事故容量的24.5%（见表1）。表1　　1982-1997年110kV及以上变压器外部短路事故情况统计时段1983-19841985-19891990-1

3、9941995-1997短路事故台次1632总事故台次514148占总事故台次/%2042.821.425.0短路事故容量MVA7.5145155181.5总事故容量88838412.5686占总事故容量/%8.517.337.626.5 2　典型事故分析2.1　贵阳市北供电局新场变2号主变事故新场变2号主变1994-05-13投运，型号SFSZ8-31500/110。1996-07-15发生事故，事故当天有雷雨，事故前发生10、35kV侧线路多次单相接地。18:40，35kV侧新开301线过流动作，重合成功；18:42,35kV侧304线过流动作，

4、重合成功；18:42,35kV侧304过流动作，重合闸动作，同时主变重瓦斯保护跳主变三侧开关。1997-07-25变压器运至贵阳变压器厂吊罩检查发现：①C相高压线圈失圆，变成椭圆形；②C相中压线圈严重变形，并挤破围板造成中、低压线圈短路；③C相低压线圈烧断2股；④B相低压、中压线圈严重变形；⑤所有线圈匝间散布很多细小铜珠、铜末⑥有载分接的销钉脱落1根；⑦上部铁心、变压器底座有锈迹。事后调查发现35kV侧304线路距变电站不远处B、C相间有放电烧损痕迹，证实变压器曾受近区短路冲击(见图1)。保护动作完全正确。这是一起典型的变压器动稳定性能不足造成的损坏

5、事故。短路容量8000MVA的110kV变压器，应能承受最大非对称短路电流系数为2.55[1]，变压器高压对中压阻抗电压为10.5%,据此变压器应能承受此次短路冲击。故认为该变压器存在以下问题:①调查发现变压器线圈松散，高压线圈幅向用手可摇动5mm左右。外侧高压线圈所受的幅向电动力是使线圈沿径向向外胀大，受到的是拉张力，表现为向外撑开；内侧中压线圈所受的幅向电动力使线圈沿径向向内压缩，受到的是压力，表现为向内挤压。这与该变压器的B、C相高、中压线圈在事故中的表现一致。外侧高压线圈受的幅向电磁力从内层至外层呈线性递减，最内层受的幅向电磁力最大，两倍于线

6、圈所受的平均圆周力。当线圈卷紧时，内层导线受力后将力转移一部分到外层，结果造成内层导线应力趋向减小，而外层导线应力则增大，内应力关系使导线上的作用趋于均衡。内侧中压线圈受力方向相反，但均衡作用的原理和要求是一致的。线圈如果松散,就起不到均衡作用，从而降低了变压器抗短路冲击能力。②该变压器设计上有欠妥地方，高压导线选取截面较小，该变压器高压器绕组采用中部进线，导线为2×2(并联)，ZB1.35,线规为1.6×7.5/3.0×8.9，这样小的线规包1.35厚的绝缘本身就包不紧，再分成两路两根并联，每饼绕14～15匝，难于拉紧导线。如果用端部进线两根并绕，

7、截面加大1倍，这样将大大加强机械强度。③吊罩检查发现该变压器撑条不齐，垫块有松动位移，这大大降低了内侧中压绕组承受幅向和轴向力的能力，使线圈稳定性降低。撑条作为内侧线圈的骨架，应与被压紧的线圈和垫块牢固结合成整体，才能提高变压器的动稳定性能。故需对垫块进行预密化处理，线圈在预压整形和整体套装中都采用恒压真空干燥，并保证高、中、低电抗高度一致。④绝缘结构的强度不高。由于该变压器中、低压线圈采用的是围板结构,而围板本身较软，经真空干燥收缩后，中、低绕组之间呈空松的格局，当中压侧受短路冲击时，中压线圈易受幅向电动力向内挤压的作用而变形，甚至挤破围板，造成中

8、、低压间短路。为了提高承受短路的能力，宜选用硬纸筒。2.2　安顺供电局普定变1号主变事故安顺供电局普定1号S