3.3抗短路能力計算時沒有考慮溫度對電磁線的抗彎和抗拉強(qiáng)度的影響。按常溫下設(shè)計的抗短路能力不能反映實際運(yùn)行情況,根據(jù)試驗結(jié)果,電磁線的溫度對其屈服極限?0.2影響很大,隨著電磁線的溫度提高,其抗彎、抗拉強(qiáng)度及延伸率均下降,在230℃下抗彎抗拉強(qiáng)度要比在30℃時下降10%以上,延伸率則下降20%以上。而實際運(yùn)行的變壓器,在額定負(fù)荷下,繞組平均溫度可達(dá)103℃,最熱點(diǎn)溫度可達(dá)118℃。一般變壓器運(yùn)行時均有重合閘過程,因此如果短路點(diǎn)一時無法消失的話,將在非常短的時間內(nèi)(0.8s)緊接著承受第二次短路沖擊,但由于受第一次短路電流沖擊后,繞組溫度急劇增高,根據(jù)GBl092的規(guī)定,最高允許230℃,這時繞組的抗短路能力己大幅度下降,這就是為什么變壓器重合閘后發(fā)生短路事故居多。
3.4采用普通換位導(dǎo)線,抗機(jī)械強(qiáng)度較差,在承受短路機(jī)械力時易出現(xiàn)變形、散股、露銅現(xiàn)象。采用普通換位導(dǎo)線時,由于電流大,換位爬坡陡,該部位會產(chǎn)生較大的扭矩,同時處在繞組二端的線餅,由于幅向和軸向漏磁場的共同作用,也會產(chǎn)生較大的扭矩,致使扭曲變形。如楊高300kV變壓器的A相公共繞組共有71個換位,由于采用了較厚的普通換位導(dǎo)線,其中有44個換位有不同程度的變形。另外吳涇1l號主變,也是由于采用普通換位導(dǎo)線,在鐵心軛部部位的高壓繞組二端線餅均有不同翻轉(zhuǎn)露線的現(xiàn)象。
3.5采用軟導(dǎo)線,也是造成變壓器抗短路能力差的主要原因之一。由于早期對此認(rèn)識不足,或繞線裝備及工藝上的困難,制造廠均不愿使用半硬導(dǎo)線或設(shè)計時根本無這方面的要求,從發(fā)生故障的變壓器來看均是軟導(dǎo)線。
3.6繞組繞制較松,換位或糾位爬坡處處理不當(dāng),過于單薄,造成電磁線懸空。從事故損壞位置來看,變形多見換位處,尤其是換位導(dǎo)線的換位處。
3.7繞組線匝或?qū)Ь€之間未固化處理,抗短路能力差。早期經(jīng)浸漆處理的繞組無一損壞。
3.8繞組的預(yù)緊力控制不當(dāng)造成普通換位導(dǎo)線的導(dǎo)線相互錯位。
3.9套裝間隙過大,導(dǎo)致作用在電磁線上的支撐不夠,這給變壓器抗短路能力方面增加隱患。
3.10作用在各繞組或各檔預(yù)緊力不均勻,短路沖擊時造成線餅的跳動,致使作用在電磁線上的彎應(yīng)力過大而發(fā)生變形。
3.11外部短路事故頻繁,多次短路電流沖擊后電動力的積累效應(yīng)引起電磁線軟化或內(nèi)部相對位移,最終導(dǎo)致絕緣擊穿。
4 建議
4.1訂貨
(1)對設(shè)備選型時,應(yīng)充分考慮現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)狀況,取消冗余功能,選擇可靠結(jié)構(gòu),在充分考慮電網(wǎng)的短路容量與產(chǎn)品的動穩(wěn)定性能之后,再確定產(chǎn)品參數(shù),根據(jù)電網(wǎng)實際需要合理的配置分接開關(guān),對性能參數(shù)的要求應(yīng)和目前制造水平及材質(zhì)狀況相適應(yīng)。
(2)優(yōu)先選用經(jīng)短路型式試驗合格的產(chǎn)品設(shè)計,并對產(chǎn)品進(jìn)行抽檢短路耐受試驗,以確保產(chǎn)品的同一性。
(1)選用全自冷變壓器。由于全自冷變壓器相對其他冷卻方式的變壓器度低,用銅量大,變壓器重量重,具有較強(qiáng)抗短路能力。
4.2產(chǎn)品設(shè)計
針對前述造成短路故障的原因和問題,電氣設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計各方面應(yīng)采取改進(jìn)措施。要充分考慮工藝和材質(zhì)的分散性,在關(guān)鍵的部位應(yīng)留有足夠的裕度,當(dāng)先進(jìn)性與產(chǎn)品的可靠性有矛盾時,首先考慮保證可靠性。設(shè)計時應(yīng)按高溫條件(230℃~130℃)進(jìn)行抗短路能力的設(shè)計,并對特殊部位(如換位、螺旋口)要進(jìn)行抗短路能力校核計算。若內(nèi)線圈一定要帶分接,應(yīng)優(yōu)先采用獨(dú)立調(diào)壓繞組結(jié)構(gòu)。同時要禁止使用普通換位導(dǎo)線,而盡量選用半硬以上的自粘性換位導(dǎo)線和組合導(dǎo)線;13kV及以下繞組的內(nèi)支撐硬筒選用低介損無局放的環(huán)氧玻璃絲絕緣筒;軸向壓緊最好采用彈簧壓釘。
4.3制造工藝方面
針對前述的工藝缺陷和欠缺,提高工藝水平,加強(qiáng)工藝執(zhí)行紀(jì)律,確保產(chǎn)品制造過程得到有效控制。
4.4材料方面
盡量選用半硬以上的自粘性換位導(dǎo)線和組合導(dǎo)線。采用高密度與油道等距的整體墊塊。13kV及以下的內(nèi)繞組應(yīng)優(yōu)先采用環(huán)氧玻璃絲筒作繞組內(nèi)支撐絕緣筒。
4.5安裝
為確保變壓器安裝質(zhì)量,可采用實行賣方負(fù)責(zé)的安裝方式,賣方必須對整個安裝工作質(zhì)量負(fù)責(zé)。現(xiàn)場吊芯檢查時要進(jìn)行器身預(yù)緊力校核,確保變壓器器身處于緊固狀態(tài)。
4.6運(yùn)行管理
鑒于目前運(yùn)行變壓器抗外部短路強(qiáng)度較差的情況,對于系統(tǒng)短路跳閘后的自動重合或強(qiáng)行投運(yùn),應(yīng)看到其不利的因素,否則有時會加劇變壓器的損壞程度,甚至失去重新修復(fù)的可能。運(yùn)行部門可根據(jù)短路故障是否能瞬時自動消除的概率,對近區(qū)架空線(如2km以內(nèi))或電纜線路取消使用自動重合閘,或適當(dāng)延長合閘間隔時間以減少因重合閘不成而帶來的危害,并且盡量對短路跳閘的變壓器進(jìn)行試驗檢查。
4.7科研
運(yùn)行單位、制造廠和材料廠應(yīng)結(jié)合事故分析緊密合作,不斷開發(fā)研制新工藝、新材料,改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計,提高變壓器抗短路能力水平,以滿足運(yùn)行需要。
總之,造成故障或事故的因素較多,但變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造工藝仍是主要因素,在運(yùn)行管理等環(huán)節(jié)中也暴露出一些問題。除了在結(jié)構(gòu)方面尚存在一些沒有充分認(rèn)識的因素外,設(shè)計和工藝操作方面存在的問題值得制造廠及運(yùn)行單位引起重視。