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    变压器常见短路事故原因解析

    发布日期:2020-07-22 点击:2786次

    变压器事故时有发生,而且有增长的趋势。从变压器事故情况分析来看,抗短路能力不够已成为电力变压器事故的首要原因,对电网造成很大危害,严重影响电网安全运行。
        变压器经常会发生以下事故:外部多次短路冲击,线圈变形逐渐严重,zui终绝缘击穿损坏;外部短时内频繁受短路冲击而损坏;长时间短路冲击而损坏;一次短路冲击就损坏。变压器短路损坏的主要形式有以下几种: 
        1、轴向失稳。这种损坏主要是在辐向漏磁产生的轴向电磁力作用下,导致变压器绕组轴向变形。 
        2、线饼上下弯曲变形。这种损坏是由于两个轴向垫块间的导线在轴向电磁力作用下,因弯矩过大产生永久性变形,通常两饼间的变形是对称的。
        3、绕组或线饼倒塌。这种损坏是由于导线在轴向力作用下,相互挤压或撞击,导致倾斜变形。如果导线原始稍有倾斜,则轴向力促使倾斜增加,严重时就倒塌;导线高宽比例大,就愈容易引起倒塌。端部漏磁场除轴向分量外,还存在辐向分量,二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使内绕组导线向内翻转,外绕组向外翻转。
        4、绕组升起将压板撑开。这种损坏往往是因为轴向力过大或存在其端部支撑件强度、刚度不够或装配有缺陷。 织梦内容管理系统 
        5、辐向失稳。这种损坏主要是在轴向漏磁产生的辐向电磁力作用下,导致变压器绕组辐向变形。
        6、外绕组导线伸长导致绝缘破损。辐向电磁力企图使外绕组直径变大,当作用在导线的拉应力过大会产生永久性变形。这种变形通常伴随导线绝缘破损而造成匝间短路,严重时会引起线圈嵌进、乱圈而倒塌,甚至断裂。
        7、绕组端部翻转变形。端部漏磁场除轴向分量外,还存在辐向分量,二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使绕组导线向内翻转,外绕组向外翻转。 
        8、内绕组导线弯曲或曲翘。辐向电磁力使内绕组直径变小,弯曲是由两个支撑(内撑条)间导线弯矩过大而产生永久性变形的结果。如果铁心绑扎足够紧实及绕组辐向撑条有效支撑,并且辐向电动力沿圆周方向均布的话,这种变形是对称的,整个绕组为多边星形。然而,由于铁芯受压变形,撑条受支撑情况不相同,沿绕组圆周受力是不均匀的,实际上常常发生局部失稳形成曲翘变形。
        9、引线固定失稳。这种损坏主要由于引线间的电磁力作用下,造成引线振动,导致引线间短路。



        变压器短路故障原因分析:
        因变压器出口短路导致变压器内部故障和事故的原因很多,也比较复杂,它与结构设计、原材料的质量、工艺水平、运行工况等因数有关,但电磁线的选用是关键。从近几年剖解变压基于变压器静态理论设计而选用的电磁线,与实际运行时作用在电磁线上的应力差异较大。
        (1)目前各厂家的计算程序中是建立在漏磁场的均匀分布、线匝直径相同、等相位的力等理想化的模型基础上而编制的,而事实上变压器的漏磁场并非均匀分布,在铁轭部分相对集中,该区域的电磁线所受到机械力也较大;换位导线在换位处由于爬坡会改变力的传递方向,而产生扭矩;由于垫块弹性模量的因数,轴向垫块不等距分布,会使交变漏磁场所产生的交变力延时共振,这也是为什么处在铁心轭部、换位处、有调压分接的对应部位的线饼首先变形的根本原因。


        (2)抗短路能力计算时没有考虑温度对电磁线的抗弯和抗拉强度的影响。按常温下设计的抗短路能力不能反映实际运行情况,根据试验结果,电磁线的温度对其屈服极限?0.2影响很大,随着电磁线的温度提高,其抗弯、抗拉强度及延伸率均下降,在250℃下抗弯抗拉强度要比在50℃时下降上,延伸率则下降40%以上。而实际运行的变压器,在额定负荷下,绕组平均温度可达105℃,最热点温度可达118℃。一般变压器运行时均有重合闸过程,因此如果短路点一时无法消失的话,将在非常短的时间内(0.8s)紧接着承受第二次短路冲击,但由于受*次短路电流冲击后,绕组温度急剧增高,根据GBl094的规定,最高允许250℃,这时绕组的抗短路能力己大幅度下降,这就是为什么变压器重合闸后发生短路事故居多。 
        (3)采用普通换位导线,抗机械强度较差,在承受短路机械力时易出现变形、散股、露铜现象。采用普通换位导线时,由于电流大,换位爬坡陡,该部位会产生较大的扭矩,同时处在绕组二端的线饼,由于幅向和轴向漏磁场的共同作用,也会产生较大的扭矩,致使扭曲变形。如杨高500kV变压器的A相公共绕组共有71个换位,由于采用了较厚的普通换位导线,其中有66个换位有不同程度的变形。另外吴泾1l号主变,也是由于采用普通换位导线,在铁心轭部部位的高压绕组二端线饼均有不同翻转露线的现象。
        (4)采用软导线,也是造成变压器抗短路能力差的主要原因之一。由于早期对此认识不足,或绕线装备及工艺上的困难,制造厂均不愿使用半硬导线或设计时根本无这方面的要求,从发生故障的变压器来看均是软导线。 
        (5)绕组绕制较松,换位处理不当,过于单薄,造成电磁线悬空。从事故损坏位置来看,变形多见换位处,尤其是换位导线的换位处。
        (6)绕组线匝或导线之间未固化处理,抗短路能力差。早期经浸漆处理的绕组无一损坏。
        (7)绕组的预紧力控制不当造成普通换位导线的导线相互错位。
        (8)套装间隙过大,导致作用在电磁线上的支撑不够,这给变压器抗短路能力方面增加隐患. 
        (9)作用在各绕组或各档预紧力不均匀,短路冲击时造成线饼的跳动,致使作用在电磁线上的弯应力过大而发生变形.
        (10)外部短路事故频繁,多次短路电流冲击后电动力的积累效应引起电磁线软化或内部相对位移,最终导致绝缘击穿。



        变压器短路损坏的常见部位
        对应铁轭下的部位。该部位发生变形原因有:(1)短路电流所产生的磁场是通过油和箱壁或铁心闭合,由于铁轭的磁阻相对较小,故大多通过油路和铁轭间闭合,磁场相对集中,作用在线饼的电磁力也相对较大;(2)内绕组套装间隙过大或铁心绑扎不够紧实,导致铁心片二侧收缩变形,致使铁轭侧绕组曲翘变形;(3)在结构上,轭部对应绕组部分的轴向压紧是最不可靠的,该部位的线饼往往难以达到应有的预紧力,因而该部位的线饼最易变形。
        调压分接区域及对应其他绕组的部位。该区域由于:(1)安匝不平衡使漏磁分布不均衡,其幅向额外产生的漏磁场在线圈中产生额外轴向外力,这些力的方向总是使产生这些力的不对称性增大。轴向外力和正常幅向漏磁所产生的轴向内力一样,使线饼向竖直方向弯曲,并压缩线饼件的垫块,除此之外,这些力还部分地或全部地传到铁轭上,力求使其离开心柱,出现线饼向绕组中部变形或翻转现象。(2)该部位的线饼为力求安匝平衡或分接区间的应有绝缘距离,往往要增加较多的垫块,较厚的垫块致使力的传递延时,因而对线饼撞击也较大;(3)绕组套装后不能确保中心电抗高度对齐,致使安匝进一步加剧不平衡;(4)运行一段时间后,较厚的垫块自然收缩量较大,一方面加剧安匝不平衡现象,另一方面受短路力时跳动加剧;(5)在设计时间为力求安匝平衡,分接区的电磁线选用了较窄或较小截面的线规,抗短力能力低。 
        换位部位。这部位的变形常见于换位导线的换位和单螺旋的标准换位处。换位导线的换位,由于其换位的爬坡较普通导线的换位为陡,使线匝半径不同的换位处产生相反的切向力,这对大小相等方向相反的切向力,致使内绕组的换位向直径变小,方向变形,外绕组的换位力求线匝半径相同,使换位拉直,内换位向中心变形,外换位向外变形,而且换位导线厚度越厚,爬坡越陡,变形越严重。另外,换位处还存在轴向短路电流分量,所产生的附加力,致使线饼变形加剧。单螺旋的标准换位,在空间上要占一匝的位置,造成该部位安匝不平衡,同时又具有换位导线换位变形特征,因此该部位的线饼更容易变形。
    绕组的引出线。常见于斜口螺旋结构的绕组,该结构的绕组,由于二个螺旋口安匝不平衡,轴向力大,同时又有轴向电流存在,使引出线拐角部位产生一个横向力而发生扭曲变形现象。另外螺旋绕组在绕制过程中,有剩余应力存在,会使绕组力求恢复原状现象,故螺旋结构的绕组,受短路电流冲击下更容易扭曲变形。 本文来自织梦 
        引线间。常见于低压引线间,低压引线由于电压低流过电流大,相位120度,使引线相互吸引,如果引线固定不当的话,会发生相间短路。


    产品概况

    SFRB变压器绕组变形测试仪


    根据对变压器内部绕组特征参数的测量,采用目前世界发达国家正在开发完善的内部故障频率响应分析(FRA)方法,能对变压器内部故障作出准确判断。 变压器设计制造完成后,其线圈和内部结构就确定下来,因此对一台多绕组的变压器线圈而言,如果电压等级相同、绕制方法相同,则每个线圈对应参数(CiLi)就应该是确定的。因此每个线圈的频域特征响应也随之确定,对应的三相线圈之间其频率图谱具有一定可比性。 变压器在试验过程中发生匝间、相间短路,或在运输过程中发生冲撞,造成线圈相对位移,以及运行过程中在短路和故障状态下因电磁拉力造成线圈变形,就会使变压器绕组的分布参数发生变化。进而影响并改变变压器原有的频域特征,即频率响应发生幅度变化和谐振频点偏移等。并根据响应分析方法研制开发的SFRB变压器绕组频率响应测试仪,就是这样一种新颖的变压器内部故障无损检测设备。它适用于63kV500kV电力变压器的内部结构故障检测。 变压器绕组变形测试仪是将变压器内部绕组参数在不同频域的响应变化经量化处理后,根据其变化量值的大小、频响变化的幅度、区域和频响变化的趋势,来确定变压器内部绕组的变化程度,进而可以根据测量结果判断变压器是否已经受到严重破坏、是否需要进行大修。 对于运行中的变压器而言,无论过去是否保存有频域特征图,通过比较故障变压器线圈间特征图谱的差异,也可以对故障程度进行判断。当然,如果保存有一套变压器原有的绕组特征图,更易对变压器的运行状况、事故后分析和维护检修提供更为精确有力的依据。 变压器绕组变形频率响应测试仪由笔记本电脑及单片机构成高精度测量系统,结构紧凑,操作简单,具有较完备的测试分析功能,对照使用说明书或经过短期培训即可自行操作使用。

    产品特征

    1、采集控制采用高速、高集成化微处理器

    2、笔记本电脑与仪器之间通信USB接口

    3、笔记本电脑与仪器之间通信无线蓝牙接口

    4、硬件机芯采用DDS专用数字高速扫频技术(美国),通过测试可以准确诊断出绕组发生扭曲、鼓包、移位、倾 斜、匝间短路变形及相间接触短路等故障

    5、高分辨dB值测量,双通道16A/D(现场试验改变分接开关,即有明显输出变化)

    6、信号输出幅度可以App调节,最大幅度峰值±10V

    7、计算机将检测结果生成电子文档(Word)

    8、选用精密、高稳定元器件,对同一相重复试验,测量重复率在99.5%以上

    9、成品电路板,表面有特殊处理,具有抗水和有害气体污染

    10、仪器具有线性扫频测量和分段扫频测量双测量系统功能,兼容当前国内两种技术流派的测量模式

    11、幅频特性符合国家关于幅频特性测试仪的技术指标。横坐标(频率)具有线性分度及对数分度两种,因此打 印出的曲线可以是线性分度曲线也可以是对数分度曲线,用户可根据实际需要选用

    12、检测数据自动分析系统,横向比较AB C三相之间进行绕组相似性比较,其结果为:

    ①一致性很好

    ②一致性较好

    ③一致性较差

    ④一致性很差

    纵向比较A-AB-BC-C调取原数据与当前数据同相之间进行绕组变形比较,其结果为:

    ①正常绕组

    ②轻度变形

    ③中度变形

    ④严重变形

    13、自动生成Word电子文档,供保存和打印

    14、完全满足电力标准DL/T9112004《电力变压器绕组变形的频率响应分析法》的技术条件。


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    销售热线:027-61903638 传真:027-61909126 湖北省武汉东湖开发区光谷大道303光谷芯中心 QQ:3173906661

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    销售热线:027-61903638 传真:027-61909126 湖北省武汉东湖开发区光谷大道303光谷芯中心403栋 QQ:3173906661
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