變壓器事故時有發(fā)生,而且有增長的趨勢。從變壓器事故情況分析來看,抗短路能力不夠已成為電力變壓器事故的首要原因,對電網(wǎng)造成很大危害,嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。
變壓器經(jīng)常會發(fā)生以下事故:外部多次短路沖擊,線圈變形逐漸嚴(yán)重,最終絕緣擊穿損壞;外部短時內(nèi)頻繁受短路沖擊而損壞;長時間短路沖擊而損壞;一次短路沖擊就損壞。變壓器短路損壞的主要形式有以下幾種:
1、軸向失穩(wěn)。這種損壞主要是在輻向漏磁產(chǎn)生的軸向電磁力作用下,導(dǎo)致變壓器繞組軸向變形。
2、線餅上下彎曲變形。這種損壞是由于兩個軸向墊塊間的導(dǎo)線在軸向電磁力作用下,因彎矩過大產(chǎn)生永久性變形,通常兩餅間的變形是對稱的。
3、繞組或線餅倒塌。這種損壞是由于導(dǎo)線在軸向力作用下,相互擠壓或撞擊,導(dǎo)致傾斜變形。如果導(dǎo)線原始稍有傾斜,則軸向力促使傾斜增加,嚴(yán)重時就倒塌;導(dǎo)線高寬比例大,就愈容易引起倒塌。端部漏磁場除軸向分量外,還存在輻向分量,二個方向的漏磁所產(chǎn)生的合成電磁力致使內(nèi)繞組導(dǎo)線向內(nèi)翻轉(zhuǎn),外繞組向外翻轉(zhuǎn)。
4、繞組升起將壓板撐開。這種損壞往往是因為軸向力過大或存在其端部支撐件強(qiáng)度、剛度不夠或裝配有缺陷。
5、輻向失穩(wěn)。這種損壞主要是在軸向漏磁產(chǎn)生的輻向電磁力作用下,導(dǎo)致變壓器繞組輻向變形。
6、外繞組導(dǎo)線伸長導(dǎo)致絕緣破損。輻向電磁力企圖使外繞組直徑變大,當(dāng)作用在導(dǎo)線的拉應(yīng)力過大會產(chǎn)生永久性變形。這種變形通常伴隨導(dǎo)線絕緣破損而造成匝間短路,嚴(yán)重時會引起線圈嵌進(jìn)、亂圈而倒塌,甚至斷裂。
7、繞組端部翻轉(zhuǎn)變形。端部漏磁場除軸向分量外,還存在輻向分量,二個方向的漏磁所產(chǎn)生的合成電磁力致使繞組導(dǎo)線向內(nèi)翻轉(zhuǎn),外繞組向外翻轉(zhuǎn)。
8、內(nèi)繞組導(dǎo)線彎曲或曲翹。輻向電磁力使內(nèi)繞組直徑變小,彎曲是由兩個支撐(內(nèi)撐條)間導(dǎo)線彎矩過大而產(chǎn)生永久性變形的結(jié)果。如果鐵心綁扎足夠緊實(shí)及繞組輻向撐條有效支撐,并且輻向電動力沿圓周方向均布的話,這種變形是對稱的,整個繞組為多邊星形。然而,由于鐵芯受壓變形,撐條受支撐情況不相同,沿繞組圓周受力是不均勻的,實(shí)際上常常發(fā)生局部失穩(wěn)形成曲翹變形。
9、引線固定失穩(wěn)。這種損壞主要由于引線間的電磁力作用下,造成引線振動,導(dǎo)致引線間短路。
變壓器短路故障原因分析:
因變壓器出口短路導(dǎo)致變壓器內(nèi)部故障和事故的原因很多,也比較復(fù)雜,它與結(jié)構(gòu)設(shè)計、原材料的質(zhì)量、工藝水平、運(yùn)行工況等因數(shù)有關(guān),但電磁線的選用是關(guān)鍵。從近幾年解剖變壓基于變壓器靜態(tài)理論設(shè)計而選用的電磁線,與實(shí)際運(yùn)行時作用在電磁線上的應(yīng)力差異較大。??
(1)目前各廠家的計算程序中是建立在漏磁場的均勻分布、線匝直徑相同、等相位的力等理想化的模型基礎(chǔ)上而編制的,而事實(shí)上變壓器的漏磁場并非均勻分布,在鐵軛部分相對集中,該區(qū)域的電磁線所受到機(jī)械力也較大;換位導(dǎo)線在換位處由于爬坡會改變力的傳遞方向,而產(chǎn)生扭矩;由于墊塊彈性模量的因數(shù),軸向墊塊不等距分布,會使交變漏磁場所產(chǎn)生的交變力延時共振,這也是為什么處在鐵心軛部、換位處、有調(diào)壓分接的對應(yīng)部位的線餅首先變形的根本原因。??
(2)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(shí)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250℃下抗彎抗拉強(qiáng)度要比在50℃時下降上,延伸率則下降40%以上。而實(shí)際運(yùn)行的變壓器,在額定負(fù)荷下,繞組平均溫度可達(dá)105℃,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)GBl094的規(guī)定,最高允許250℃,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。??