摘要：本文主要研究了变压器绕组导线对抗短路能力问题，从变压器绕组导线对抗短路能力的要素出发，深入分析了变压器绕组导线对抗短路能力的相关影响，提出了一些思路和观点。
关键词：变压器；绕组导线；对抗短路能力；影响
前言
进一步总结变压器绕组导线对抗短路能力，有助于我们更加深入的了解变压器绕组导线的性能，进而有效处理变压器绕组导线对抗短路能力的相关问题，尽量提高其线路运行效果。
1、组导线对变压器抗短路能力的影响分析
现实中，变压器的绕组结构会对其抗短路能力产生直接影响。以双绕组变压器为例，一旦遭遇突发短路故障，因为受到绕组辐向力的影响，内、外绕组会分别受到压力和拉力的作用。一旦绕组受到的压力和拉力之和大于绕组的许用应力时，变压器的绕组就会发生变形，严重的甚至还可能造成导线断裂，进而对变压器的主、纵缘结构和运行质量带来严重影响。
对于大型变压器而言，其绕组导线形式一般为扁导线，辐向厚度为a，轴向宽度为b。至于导线的绝缘，则可以是漆，也可以是纸。当要设计的变压器为大容量的变压器时，因为单根扁导线无法满足容量需求，所以一般会采用多根扁导线并联的方式。此外，如果所设计的变压器要求能通过较大的电流或者对绕组的损耗要求较低时，在设计上一般会采用换位导线的方式。在实际工作中，换位导线包括普通换位导线和自粘性换位导线两种，换位导线的类型、尺寸规格以及材质等均会对变压器的抗短路能力造成影响。一般来说，变压器绕组导线的尺寸越大，其强度就越强，所以选择大尺寸的导线对于提升变压器的抗短路能力有积极效果。但现实中因为受到变压器产品规格的制约，导线的尺寸有时不宜地取得过大，此时就需要考虑选择强度较大的导线材质来满足短路强度方面的设计要求。经过研究，半硬铜线绕组的强度比一般的软铜线绕组在辐向方面的强度能提升1.5倍以上;自粘性换位导线的强度比普通换位导线的强度更是能提升到3倍以上。至于导线尺寸对短路时绕组辐向力的影响也可以通过相关的计算软件得到。通常来说，内绕组导线的压曲强度会随着辐向厚度a的减小而减小，即a越小，内绕组的失稳性就越大;外绕组导线受到的拉伸应力会随着导线截面积的减小而增大，即导线的截面积越小，绕组的辐向强度就越小，外绕组的失稳性就越大。
2、造成电力变压器短路事故的原因
2.1产品设计，生产原因造成的短路
我国目前电力变压器相关厂家的变压器生产计算程序都是建立在一种理想化的模型下进行的，即漏磁场均匀分布，线匝直径相同，等相位的力，但是，事实并非如此。事实上，电力变压器的漏磁场并不是均匀分布的，漏磁场在铁轭部分的分布相对集中，该区域的电磁线所受到机械力也是较大的。而换位导线在换位处由于爬坡会改变力的传递方向，而产生扭矩，又由于垫块弹性模量的因数，轴向垫块不等距分布，会使交变漏磁场所产生的交变力延时共振，就会使处在铁心轭部、换位处、有调压分接的对应部位的线饼首先变形，造成短路隐患。
2.2对变压器进行短路试验，以防患于未然
大型变压器的运行可靠性，首先取决于其结构和制造工艺水平，其次是在运行过程中对设备进行各种试验，及时掌握设备的工况。要了解变压器的机械稳定性，可通过承受短路试验，针对其薄弱环节加以改进，以确保对变压器结构强度设计时做到心中有数。
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2.3使用可靠的继电保护与自动重合闸系统
系统中的短路事故是人们竭力避免而又不能绝对避免的事故，特别是10KV线路因误操作、小动物进入、外力以及用户责任等原因导致短路事故的可能性极大。因此对于已投入运行的变压器，首先应配备可靠的供保护系统使用的直流电源，并保证保护动作的正确性。结合目前运行中变压器杭外部短路强度较差的情况，对于系统短路跳闸后的自动重合或强行投运，应看到其不利的因素，否则会加剧变压器的损坏程度，甚至失去重新修复的可能。目前已有些运行部门根据短路故障是否能瞬时自动消除的概率，对近区架空线（如2km以内）或电缆线路取消使用重合问，或者适当延长合间间隔时间以减少因重合闸不成而带来的危害，并且应尽量对短路跳闸的变压器进行试验检查。
3、提高电力变压器抗短路能力的措施
3.1重视线圈制造的轴向压紧工艺
制造厂家在设计时，除要考虑变压器降低损耗，提高绝缘水平外，还要考虑到提高变压器的机械强度和抗短路故障能力。在制造工艺方面，由于很多变压器都采用了绝缘压板，且高低压线圈共用一个压板，这种结构要求要有很高的制造工艺水平，应对垫块进行密化处理，在线圈加工好后还要对单个线圈进行恒压干燥，并测量出线圈压缩后的高度；同一压板的各个线圈经过上述工艺处理后，再调整到同一高度，并在总装时用油压装置对线圈施加规定的压力，最终达到设计和工艺要求的高度。在总装配中，除了要注意高压线圈的压紧情况外，还要特别注意低压线圈压紧情况的控制。由于径向力的作用，往往使内线圈向铁心方向挤压，故应加强内线圈与铁心柱间的支撑，可通过增加撑条数目并采取厚一些的纸筒作线圈骨架等措施来提高线圈的径向动稳定性能。
3.2对变压器进行短路试验，以防患于未然
大型变压器的运行可靠性，首先取决于其结构和制造工艺水平，其次是在运行过程中对设备进行各种试验，及时掌握设备的工况。要了解变压器的机械稳定性，可通过承受短路试验，针对其薄弱环节加以改进，以确保对变压器结构强度设计时做到心中有数。
3.3使用可靠的继电保护与自动重合闸系统
系统中的短路事故是人们竭力避免而又不能绝对避免的事故，特别是10KV线路因误操作、小动物进入、外力以及用户责任等原因导致短路事故的可能性极大。因此对于已投入运行的变压器，首先应配备可靠的供保护系统使用的直流电源，并保证保护动作的正确性。结合目前运行中变压器杭外部短路强度较差的情况，对于系统短路跳闸后的自动重合或强行投运，应看到其不利的因素，否则有时会加剧变压器的损坏程度，甚至失去重新修复的可能。目前已有些运行部门根据短路故障是否能瞬时自动消除的概率，对近区架空线（如2km以内）或电缆线路取消使用重合间，或者适当延长合间间隔时间以减少因重合闸不成而带来的危害，并且应尽量对短路跳闸的变压器进行试验检查。在运行中应对遭受短路电流冲击的变压器进行记录，并计算短路电流的倍数。
3.4积极开展变压器绕组的变形测试诊断
由于变压器绕组变形测试仪价格昂贵，且对人员的素质要求高，在生产运行中不易普遍开展。因此，在实际工作中，依据变压器绕组电容变化量来判断绕组是否变形的方法，可以作为频率响应法的有益补充。尤其在频率响应法不具备条件的情况下，可以通过横向、纵向对比积累的实测电容量，及时掌握变压器绕组的工作状态，以便降低事故发生的概率，确保电网安全稳定的运行。
4、结束语
综上所述，在变压器绕组导线对抗短路能力的研究方面，进一步探讨其抗短路问题，有利于我们今后更好的使用变压器的相关功能，提高变压器的使用效果。
参考文献：
[1]王丽丽，李永刚，张建忠，等.变压器短路时导线应力和绕组强度的探讨[J].变压器，2016，50(2):60-63.
[2]赵志刚，李光范，李金忠，等.基于有限元法的大型电力变压器抗短路能力分析[J].高电压技术，2016，40(10):3214-3220.
论文作者:刘金龙,翟双磊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/7
标签：变压器论文; 绕组论文; 导线论文; 线圈论文; 强度论文; 能力论文; 事故论文; 《电力设备》2017年第23期论文;