（2 宁夏送变电工程公司，宁夏银川 750001）
摘要：当变压器处于工作状态时，各种过电压的作用会给变压器带来极大的威胁，除此之外短路电流也是一个巨大的隐患，短路电流的“爆发力”非常的强大。当二次侧绕组遇到突发短路状况时，其中的电流将会瞬时大为增强。而此短路电流巨大的冲击力会给变压器的动、热稳定性带来威胁。基于此，本文将着重分析探讨超高压电力变压器抗短路能力，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。
关键词：超高压；变压器；抗短路
1 变压器短路故障的原因
变压器短路故障主要指变压器出口短路，内部引线或绕组间对地短路，以及相与相之间发生的短路而导致的故障。变压器突发短路时，其高、低压绕组同时通过额定值数十倍的短路电流，将产生很大的热量，使变压器严重发热。若变压器承受短路电流的能力不强，热稳定性差，会使变压器绝缘材料严重受损，形成变压器击穿及损毁事故。
变压器本身抗短路能力不强是引起变压器短路损坏的主要原因，除此之外，运行管理不当也是一个不可忽视的因素。变压器抗短路能力不强，主要表现在一部分变压器在遭受低于规定强度的短路电流冲击且保护速动下，仍然发生绕组变形，甚至绝缘击穿。例如某站1台SFL6-31500/110变压器，因低压侧所带线路母线电缆三相短路爆炸，引起主变重瓦斯保护动作跳闸，造成变压器低压侧A相断线，铁芯移位。但其短路电流仅为额定电流的4.5倍，保护动作时间为0.08s。
变压器的抗短路能力主要取决于结构设计和制造工艺，当然与运行管理和运行条件也有一定的关系。如有一些事故就是因保护失灵、开关拒动、失去直流等原因，致使短路故障切除时间过长，而在电、热的共同作用下导致变压器绕组损坏。另外，运行温度、绝缘老化等也是变压器发生短路损坏事故的原因。所以，在变压器运行管理上也有需要总结和改进之处。
2 提升超高压电力变压器抗短路能力
2.1 提高抗辐向短路电动力的措施
（1）铁心柱上面的支撑点必须保持分布均匀。为了实现此目标，重点在减小铁心柱规格的计算误差，使得硬纸筒和撑实心柱的缝隙符合要求，使得铁心柱的分布是一个个类似的外接圆。在骨架铜的建构阶段，首先要使绝缘胶和绝缘纸筒之间能够较好地连接，多年的实践经验显示，若可以在厚纸筒上开槽，将撑条安置在槽内，将会使得制作完成的绕组更加牢固。(2)支撑条的数目以及导线横截面积可增大。包括两种方式：首先是依据具体情形适当的增加用于支撑垫块的撑条数目。其次是将不带垫块的撑条加于两根撑条之间。但是前一种方法有个弊端，增加撑条数量后，绕组的散热会发生变化，但是如果能够适当地增加导线截面积，或者是开设新的导向油道便可解决这种方法带来的弊端。通过增大导线的横截面积可以有效的提升绕组端部的应力，从而帮助提升绕组的轴向稳定性。(3)加强绕组的整体性能，尽量缩小导线之间存有的间隙。使绕线系数减小较为有效方法是采用立式绕线机，不同形式的绕组，其绕线系数的下降程度不一样，如连续型的绕组，螺旋型的绕组，纠结型的绕组，其绕线系数可以分布从1.03下降到1.01，l.02降低到1.01，1.05降低到1.03，明显增加了绕组轴向紧实度。由于外绕组会受到一个方向向外的圆周拉伸力，故除了要把绕组绕紧，垫块还要使用特殊的类型，从而提升绕组整体方面的稳定性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(4)绕组组装的过程中，应使绝缘件保证干燥，同时应确保幅向的公差值降为最小，在条件许可的前提下，可以在干燥的环境中进行绕组的试组装，此时要注意保持纸筒和撑条的清洁，纸筒和撑条上面不能存在类似毛刺之类的脏污，此外，粘接处要做成斜面以增大粘结面积。应该要引起重视的方面是必须要保持撑条与纸筒不受潮，可按照实际情形，将撑条与纸筒放于干燥室中，若要使用可现取。在220KV、330KV级大容量产品中均采用了此种预干燥的方法，使绝缘材料含水率下降15%左右，绕组局部放电水平大为下降。（5)支撑并固定引线根部位置。铜排在焊接出头的地方要被固定，以防其成为悬臂梁，在木件中间部位需要开一个浅槽，使得木件能够较为可靠的被绑扎固定，这些方式主要的目的在于增强绕组根部性能，进而增强绕组的稳定性。
2.2 提高抗轴向短路电动力的措施
根据试验和实践的总结，我们在实际生产中可采用两种方式提高绕组抗轴向短路力：一方面，保证轴向力以及导线应力所计算的结果未超出规定范围。许用应力的取值是受很多因素所影响的，比如导线的材质、力学性能等，因此合理设置才能保证许用应力的取值的准确性。另一方面，保证器身干燥，确定轴向是压紧的。对可塑性的绝缘件进行密化处理是制造前必须注意的一点，尤其是垫块以及端部的绝缘部件。在绝缘件的装配过程中，应结合事先的设计要求以及现场的实际情况恰当的安排绝缘线圈以及垫块的数量、位置，确保各个绕组受到的力在同一绝缘压板下尽可能均衡。同时控制好安匝平衡。由于绕组的高低压测具有较大的结构差别，且高压侧绕组的调压分接点被移除了，这些都会导致安匝失去稳定性。以上两种状况由于安匝的失稳均会产生幅向漏磁通，故我们在设计过程中应准确的评估安匝的平衡性。
2.3 合理采用换位导线构成的绕组
合理减小漏磁通作用下的环流，并降低涡流损耗是设计时必须注意的，达到这一点最有效的方法是缠绕绕组铁芯的导线应为换位结构。由于这种结构绕组的特有优势，大型变压器中广泛应用该种导线。一般情况下，构成该种形式绕组的方法有以下两种：第一种是使用漆包扁铜线，这种材料截面积小且轻巧，通过将这种材料经编织绕包丹尼松纸紧束导线绝缘后所构成的绕组，通常称之为非自粘式换位导线结构。第二种则是使用表面涂以特制环氧胶的扁铜线，通过将这种材料经编织绕包丹尼松纸紧束导线绝缘后构成绕组，但是必须对其进行干燥处理，经处理后的绕组会因热固化作用而变成一个刚体，这种我们通常称之为自粘式的换位导线绕组结构。
2.4 提高变压器抗短路能力的改进
目前我国对电网的需求日益增加，对电网的质量和发展也有一定的要求，我国的电网发展目标是实现结构的合理化，使产品的技术水平提高到国内先进水平，保证产品的安全和可靠性，并制定统一的行业标准，使该行业的经济实现高速发展。电压等级为110kV、调压方式为有载调压的变压器是目前我国使用较为广泛的一种变电设备，也是今后电网建设中应该重点关注的设备，其在电力变压器产品中具有一定典型性。为了保证电网发展大计的实现，提供抗短路能力强的免维护优质变压器是时代发展的需要。不管是从从国家经济发展和社会稳定的角度出发，还是从企业的生存和未来的发展角度出发，研制新型有着稳定抗短路性能的110KV级电力变压器都是非常有必要的。
总而言之，电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，它承担着电压转换、电能分配和传输，造价高、制造周期长，一旦发生故障，将对整个供电系统及电力用户造成极大的影响。通过电力变压器运行情况和事故的统计分析，发现因外部短路故障引起的设备损坏事故逐年增多，这就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。
参考文献：
[1]李微.大型电力变压器抗短路能力校核方法的研究[D].华北电力大学，2014.
[2]李金辉.超高压电力变压器绕组短路电磁力的计算与分析[D].华北电力大学，2014.
论文作者:宋乐1,张丽娜2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签：绕组论文; 变压器论文; 导线论文; 垫块论文; 电流论文; 能力论文; 电力变压器论文; 《电力设备》2017年第9期论文;