摘要：为了提高变压器抗短路能力，必须及时进行短路引发故障的原因分析。及时找到变压器设备损坏原因，指出存在问题。本文从变压器短路损坏现象出发，进行了变压器结构、工艺和试验环节需考虑的问题，从运行维护角度提出了应对措施。旨在提高变压器抗突发短路的能力。
关键词：变压器；抵抗短路；措施分析
引言
现今，中国在电力方面的进步非常大，中国经济的快速发展也使得社会提高了电力系统的标准，需要更好的供电方式来满足。就现在正在使用的变压器的情况看，还有很多问题需要解决，其中之一就是短路问题，这一问题给电力系统正常供电的平稳及安全带来障碍。所以，如何解决好变压器的短路问题显得十分有必要。
1.变压器短路原因的分析
通过对损坏变压器维修，分析变压器出口短路导致变压器内部故障和事故造成变压器抗短路能力差有以下几个方面。
1.1结构设计不合理
第一、分接段设计不合理。目前变压器内主绕组中带分接尽管给运行带来很大方便，但分接引线端部引出会造成端部电场分布不均匀，导致局部增大，同时横向不平衡安匝漏磁增加，使变压器动稳定性降低。第二、绕组结构设计不合理。绕组设计时未采用硬纸筒绕制结构；主绕组带调压绕组的绕组结构，高低压安匝不平衡，调压绕组对应部分的低压绕组也容易变形；斜口螺旋式绕组两端不平衡安匝大，漏磁严重，变形也严重；采用普通换位导线时，机械强度较差，在承受短路机构力时易出现变形、散股、露铜现象。第三、原材料选用不合理。变压器绕制上采用的原材料不当，即使用软导线。由于变压器结构设计，原材料采用的不合理造成变压器抗短路能力差的主要原因。
1.2制造工艺不良
第一、绝缘垫块不进行预处理。因绝缘垫块的收缩现象严重，冲剪下来的绝缘垫块边缘锋利，短路时锋利的边缘易挫伤导线绝缘，造成匝间短路。第二、绕组绕制不紧。绕组绕制时，导线的张紧力不够，造成绕组绕制较松，造成导线悬空。第三、绕组套装间隙过大。导线绕组内支撑不够，造成三相内外绕组中心不一致，三相频谱偏差严重。第四、器身轴向预紧工艺不佳往往造成压板弯曲变形，甚至开裂，有时即使在上铁轭与压板之间加了垫块，但也很难达到应有的预紧力。共用压板压紧易造成内外绕组压紧不均匀，影响绕组抗外部短路的机械强度。
2.提高变压器抵抗短路能力的措施
由此可见，因出口短路造成变压器损坏原因很多，也较复杂。它不仅与结构设计、原材料有关，同时与制造工艺不良，运行维护管理不够，造成事故频繁，短路电流冲击产生电动力的积累效应引起变压器内部结构的相对位移、绝缘受损、最终导致绝缘击穿。如何提高变压器抗短路能力谈点看法。
2.1设计计算方面
第一、变压器绕组短路强度的计算是按最不利的三相对称出口短路情况考虑的，并认为短路发生在端电压经过零值的瞬间。理论计算表明，在这个瞬间发生短路，非对称短路电流的第1 个峰值最大。第二、设计中仔细进行安匝平衡计算，严格控制导线应力及轴向力的计算值在规定范围以内。许用应力的取值，应考虑铜导线材质（软铜、半硬铜）及力学性能的分散性。第三、大型变压器的低压绕组要特别注意其辐向失稳，设计上应留有充分的裕度。第四、对于螺旋式绕组端部及所有绕组出头，均采用收缩带牢牢紧固。第五、加强内侧绕组与铁心柱之间的支撑，绕组内径侧用硬纸筒作骨架，必要时增加绕组撑条数量，以提高内侧绕组的辐向稳定性。第六、绕组垫块采用硬质材料。第七、选用的压板及压紧装置要有足够的强度和刚度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第八、引线进行电动力计算，据此布置引线支撑和夹持。铜排采用硬铜母线。引线支撑件、夹持件应具有足够的强度和刚度。第九、夹件、拉板应进行强度、刚度计算，以便承受绕组压紧力和短路轴向力的联合作用。
2.2制造工艺方面
在制造变压器时，工艺装备上保证绕组绕紧、压紧、撑紧的三紧要求，必须加强工艺质量监管力度。第一、绕组垫块。对垫块预加密化处理，这是大型变压器防止绕组松动的最主要方法，其静压强要达到10MPa，或动压强达到40MPa。进行这种处理之后。例如2.0mm 垫块，压到1.8mm 即使不保温，存放一个月也不会反弹。第二、绕组。高、低压绕组绕制时必须卷紧，不能松，否则在绕组内层与外层作用的电磁力不等的情况下，难以起均衡作用。高压内层与外层可能要受到两倍于导线平均圆周力的作用，这对今后试验与运行中发生短路是不利的。为了卷紧绕组需要有拉紧和压紧装置。低压绕组出头要坚固好，不能有回弹现象。调压绕组比较薄，为了保证其承受短路的能力，从结构上设计成一个坚固的整体是很有必要的，也就是内纸筒、整体化的端绝缘，应通过外撑条或外纸筒绑扎锁固成一个坚实的整体。第三、绕组预套装。高、低压绕组总装最好先分相预套装。此时低压垫块不能再动，要配只能配高压垫块，其目的是使高、低压最终高度一样。配垫块时有加有减，所加的垫块要与低压安匝相配合，达到安匝平衡要求，绝不可多个垫块在一处或两处加减，这样会导致安匝严重不平衡，使轴向电动力骤增，在今后试验或动行短路中损坏。套装好后，最好用油压千斤顶加压。第四、内绕组撑紧。内绕组在辐向电动力作用下产生向内收缩的辐向圆周力，它要通过撑条作用于铁心柱上。因此内绕组与铁心套装不得留间隙。套装完后有必要用撑条撑紧。第五、总装中的紧固。器身总装后要用油压千斤顶预先行压紧，然后才紧压钉。油压要压到垫块的有效面积。用手扳扳子是不行的，因用手紧无压力数值。压力不足即预压力不够，绕组松，承受不了机械力；压力过大则会导致导线绝缘压破。若用蝶形弹簧压钉则更好，它可以在绕组稍微收缩后仍保持一定的压力。在绕组压板与铁轭之间加楔子坚固锁死，亦为防止松动的好办法。
2.3运行管理方面
根据电力部门对变压器事故统计得出的规律，变压器投运后1～2 年内和8～12 年内为事故高峰期。为使变压器在寿命期内不致因轴向力而损坏，应做下列工作：
针对第二事故高峰由于绝缘垫块浸油后自然收缩，绕组所受到的实际压力，随着时间按指数曲线下降。建议在变压器投运后5 年内吊罩检查，对绕组再次压紧，以消除绝缘件自然收缩而使绕组出现下降的现象。短路事故多的变电站应改为小电阻接地方式，以减少对变压器短路冲击的影响。再次，新投运变压器应进行绕组变形测试，并将资料存入档案。加强跟踪测试积累经验，避免演变成绝缘事故。此外运行部门应采取措施，降低出口和近区短路故障几率，如：提高继电保护和直流电源的可靠性，要选用可靠性高的低压设备，加强对低压母线及其所连接设备的维护管理，防止小动物短路和其它意外短路，防止误操作和开头柜拒动或非周期合闸。
结论
总之，造成变压器故障或事故的因素较多，其中变压器的结构设计和制造工艺仍是主要因素，也与安装运行管理等环节中存在的一些问题有关。从上面探讨、分析，我公司近年来对大型电力变压器，从设计、工艺、结构与试验等诸方面展开工作，做到精心设计，选择好的机械结构，严格制造，并按标准进行试验，以提高其抗短路的能力，在用户反馈的几次短路事故中变压器在受到短路冲击的情况下能保持完好，证明产品具有抵抗短路的能力，得到了用户的好评。
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论文作者:邱永志
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：绕组论文; 变压器论文; 垫块论文; 导线论文; 低压论文; 压板论文; 事故论文; 《电力设备》2019年第19期论文;