摘要：变压器作为进行电压转换以及电流传输的装置，一旦发生故障，将影响整个发电厂的运行。随着科学技术的发展，我国电力生产逐渐呈现多元化趋势，变压器的运行状态直接关系着发电厂的运行，因此，为了减少因电力设备的损坏而引发的停电甚至更为严重的安全事故的发生，发电厂应做好变压器的运行维护工作。本文基于变压器绕组损坏事故分析与有限元计算验证课题进行探讨分析，并提出一些个人观点，以供参考。
关键词：变压器；瓦斯保护装置；稳压设备
目前，我国电力需求旺盛，随着国家大力发展智能型电网，节能环保型输变电设备的市场需求逐渐增大，给稳压设备制造厂带来了发展机遇，同时也促进了变压器行业的快速发展。为保障用电高峰居民能够安全可靠、平稳有序的用电，国家采取多项措施进行维护是必然趋势。
1变压器绕组损坏情况
某变电站66kV线路遭受雷击，距离I段、过流I段保护动作，重合成功；#1主变大差、小差比率差动保护动作，退出运行。该主变1996年投运，型号为SFPSZ9-180000/220，本次故障前，共遭受66kV短路冲击6次。事故后对#1主变进行了油色谱、绝缘电阻、直流电阻、变比、介损、绕组变形等诊断性试验，试验结果色谱异常，中压侧直阻偏差2.38%、C相变比无法测出。
高压、中压、低压绕组的C相图谱的低频段，与A、B相图谱存在明显差别；高压、中压、低压绕组的图谱的低频段，与历史图谱存在明显差别。判断此变压器高压、中压、低压绕组均可能存在变形，C相可能性最大。在变压器厂吊罩检查发现：调压绕组、高压绕组未见明显异常，中压B、C相绕组有明显变形，其中C相最为严重,并发现匝间短路放电点；低压C相绕组受中压绕组挤压，出现轻微变形、低压A、B相未见明显异常。绕组损坏的初步原因为变压器绕组抗短路能力不足，受到多次短路冲击后，绕组变形存在累积效应，抗短路能力进一步下降，本次短路冲击导致绕组损坏。
2仿真验证
为了研究事故变压器绕组的抗短路能力，建立了有限元分析模型进行抗短路能力计算验证。变压器绕组参数如表2所示，短路电流计算如表3所示。
2.1仿真计算
采用基于磁矢量的有限元计算方法，针对变压器内部漏磁场和机械力进行计算。计算过程需针对包括铁心、箱壁、高中低绕组及各绕组不同区域分区立模型，对变压器内部结构进行对称简化，合理设定边界条件。对绕组辐向压缩和拉伸应力，轴向应力、垫块的轴向压缩应力进行考核。漏磁分布如图2所示。
辐向应力和轴向应力计算结果见表 4、 表 5 所示，辐向应力正表示拉应力，负表示压应力。 根据GB1094.5-2008 中对于变压器绕组短路强度的要求，得出本变压器许用机械强度如表 6 所示。
2.2结论说明
有限元计算结果为中压、低压绕组抗短路能力不足，由于早期变压器未采用自粘换位导线，屈服强度较低，经多次短路冲击后，绕组发生损坏事故。对在运变压器进行抗短路能力校核，能够在理论计算方面准确评估变压器抗短路能力，对抗短路能力不足的变压器进行合理分类，对严重不足且位置重要的变压器进行及时技改大修，可有效避免变压器损坏事故发生。
3变压器运维措施
3.1加强工作人员队伍建设
培训的主要内容一是变压器投入运行前的外观检查，包括套管是否完整无损坏、有无裂缝，外壳有无渗漏油等问题；高低压侧引线、各处接触点、引线外壳、电杆距离是否符合要求。二是对变压器声音异常的判断方法，正常运行中的变压器如果产生的声音没有连续均匀，或有特殊响声，则为变压器异常，工作人员这时应立即将变压器暂停，排除故障才能重新运行。三是解决配电变压器烧坏现象，如果低压线路通道不通畅，或配电变压器长时间超负荷运行，也会造成三相短路而引发配电被烧坏。通过培训，各位工作人员对变压器内部结构和工作原理有了更为清晰的认知，进一步提升了工作员工专业技能，变压器运维水平、故障诊断以及处理能力均得到有效提升，为确保配网安稳运行打下了基础[1]。
3.2完善管理体制
要想实现变压器的高效应用，减少使用过程中的各项意外，企业就要对内部管理体制进行完善。首先，企业应制定相关规章制度，确保技术人员操作科学、规范。其次，企业应建立健全的监管制度，对工作人员的操作进行监督，一旦发现违规操作及时改正，减少安全事故的发生，并设立设备管理人员，定期对系统设备进行检查，及时发现故障并加以排除，保障系统设备的使用性能。最后，企业可以设立激励机制，对优异员工给予一定奖励，如此一来不仅激发了员工的工作热情，同时有利于挖掘员工的内在潜能，不断提高工作效率，促进企业获得经济效益。
结束语：
制造厂家应在原材料质量和制造工艺两方面严格把关，必要时合理提高变压器短路阻抗，可有效降低变压器短路电流；提高电磁线的屈服强度Rp0.2、合理选用撑条数量能有效提升变压器抗短路能力。
参考文献：
[1]谢毓城.电力变压器手册[M].北京，机械工业出版社，2003.
[2]GB1094.5-2008，电力变压器第5部分：承受短路的能力[S].
[3]赵志刚，李光范，李金忠，等.基于有限元法的电力变压器抗短路能力分析[J].高电压技术，2014,40（10）：3214-3215.
[4]郭清韬，黄雄涛，胡琳静.换位导线在提高大型电力变压器抗短路能力中的应用[J].变压器，2010,47（1）：19-20.
论文作者:马小军
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/22
标签：绕组论文; 变压器论文; 应力论文; 能力论文; 低压论文; 所示论文; 中压论文; 《当代电力文化》2019年第5期论文;