电力系统中变压器抗短路能力提高的措施胡文超

电力系统中变压器抗短路能力提高的措施胡文超

胡文超

阳西海滨电力发展有限公司529800

摘要：电力变压器是电力系统中的重要组成部分，是负责传输电能、分配电能的关键环节，其可靠性能如何，将会对用户的电能质量及整个系统的安全程度造成严重的影响。因此，必须努力提高变压器的抗短路能力，以保证电力系统的正常运行。本文主要探讨了提高电力系统变压器抗短路能力的措施。

关键词：电力系统；变压器；抗短路能力

随着电力电子技术的发展，电力变压器应运而生，其主要原理是将工频信号转化为高频信号，然后利用中间的高频实现了隔离到副方的效果，最后，重新恢复到工频信号。变压器是一种利用电磁感应的原理改变电流的装置，在电力统中变压器的使用非常广泛，经过实验和调查研究证实了变压器由于短路造成的故障一直严重影响着电力输送的安全性和稳定性，因此为了降低电力系统的故障概率，就需要对变压器的短路能力进行重点分析研究。以下就对导致变压器发生短路事故的原因进行具体分析。

1、电力变压器运作模块的分析

为了满足当下变压器工作的需要，进行电力变压器的应用工作原理的分析是必要的，其需要进行电子电力技术的应用，通过对升降频原理的应用，进行降频模块的操作。在升频模块中，其需要进行工频信号的转换，通过对电力电子电路的应用，进行高频信号的转换。所谓的降频工作，就是进行中间高频隔离变压器的应用，进行工频信号的还原，这需要进行合理的工作方案的控制，保证其工作模块的正常开展。实现对原油频率波形及其电压电能的转换，保证电压电能的控制。

一般来说，变压器内部的铁芯材料会影响其变压器的隔离变压器的体制。其工作频率与磁通密度存在着密切的联系，通过对工作频率的优化，切实提升电力变压器的工作效率，保证铁芯的积极利用。通过对变压器体积的控制，可以保证其变压器整体工作效率的提升，实现电力变压器的工作原理的掌握，保证其电力电子技术效益的提升。

2、电力系统中变压器的故障分析

2.1变压器结构设计存在缺陷

变压器由于结构设计上存在缺陷在很大程度上直接决定了其抗短路能力弱的缘故。现阶段我国变压器，生产商使用静态理论进行变压器的机械力计算，由静态理论可知铜导线变压器只要计算导线应力小于1600kg/cm2，但是在实际使用过程当中，变压器内部的动力学是一个复杂而多变的过程，常用的理论值不能很直观的反映出变压器的实际运行状况，所以很难满足抗短路能力的需求。从目前比较常见的变压器型号来分析，低损耗变压器仍然是主流产品。但是如何实现变压器的低损耗，各个生产商却没有形成一个共识。另外，在大容量变压器的低压引线设计环节中，如果引线支点考虑不充分导致低压引线形成悬臂梁，此时一旦遇到短路电流的冲击，就会引发相间短路故障。

2.2变压器质量不过关

变压器的绝缘压板、层压木板加工质量以及机械强度不符合标准要求，也会造成短路故障频发的现象。有的变压器生产厂商为了最大限度的降低绕组涡流的损耗、加工难度以及减小生产运营成本，往往在设计过程当中，使用厚度较薄的导线或者普通廉价的换位导线而并非机械性能较强的半硬导线，这些普通的廉价材料虽然能够帮助企业降低生产运营成本，但是受到材料本身性能的限制，无法满足变压器绕组的抗短路能力。此外由于目前国内生产厂商水平参差不齐，生产工艺与国外一些先进技术存在较大差距，以至于绝缘板的密度不够，导致自然收缩现象也容易引发变压器短路故障。

2.3变压器内部结构存在的不足

变压器结构缺陷也会造成短路故障，因为从变压器制造厂到变压器投入使用，要经过很多的环节，运输，吊装还有拆卸，不可避免造成一些撞击。受到撞击的变压器如内部结构不够坚固，直接将影响绕组的移位或者绝缘结构的损伤，给后来正常的运行埋下了安全隐患。

2.4工艺及装备方面存在问题

变压器的制造工艺以及装备方面如果不能有效确保线圈绕紧、压紧以及套紧时，也会造成抗短路能力下降从而引发故障。而且变压器的绝缘垫块没有进行密封处理或者是处理工作不到位，就有可能在发生短路时产生的电动力使导线绝缘损伤而被击穿。变压器的线圈在进行绕制时，导线的张紧力不够或者受到工艺以及装备方面的限制，线圈绕制较松时会形成悬空现象，降低了变压器的抗短路能力，线圈出头处绑扎不够紧密稳固也容易引发变压器的短路故障。如果绕制线圈的间隙过大，导致线圈的内支撑不够造成绕组线圈变形或者塌陷，给日后的运行使用带来了巨大的安全隐患。另外变压器铁心夹紧力不够，在铁心经过叠装后没有进行有效的测量以及对压力的适当调整，还会造成铁心夹紧不严密，运输碰撞中容易发生位移，造成变压器内部受力不均匀造成严重后果。

3、提高电力变压器的抗短路能力方法

3.1按照规范进行设计

变压器的设计人员一定要根据设计规范设计，对轴向压紧工艺给予足够的重视，同时也要考虑到其绝缘效果与变压器损耗的降低以及机械强度和抗短路的能力，而制造者则要严格按照图纸制造，不可根据经验或者疏忽导致错误，造成重大事故。从变压器的生产工艺来看，要想高低压圈共用一个压板，必须提高制作工艺，对垫块进行加密处理，同时还要保证单个线圈保持恒压干燥，然后测量出线圈被压缩后的准确高度，最后要保持高度一致，在进行最后拼装时要采用油压装置对线圈施加一定的压力，实现设计和工艺的标准。

3.2进行短路测试，不合格产品禁止使用

不能出了问题采取解决，要防患于未然，要想确保其安全可靠的运行，首先要掌握其结构和制造工艺；其次就是要定期或不定期的对其进行试验，掌握其情况，掌握其稳定性是否良好，在试验过程中，出现薄弱环节要及时改进，增强结构的强度，全面了解整体状况。

3.3采用相对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。

3.4加强维护、检查工作

使用可靠的短路保护系统。现场进行变压器的安装时，必须严格按照厂家说明和规范要求进行施工，严把质量关，对发现的隐患必须采取相应措施加以消除。运行维护人员应加强变压器的检查和维护保修管理工作，以保证变压器处于良好的运行状况，并采取相应措施，降低出口和近区短路故障的几率。为尽量避免系统的短路故障，对于己投运的变压器，首先配备可靠的供保护系统使用的直流系统，以保证保护动作的正确性；其次，应尽量对因短路跳闸的变压器进行试验检查，可用频率响应法测试技术测量变压器受到短路跳闸冲击后的状况，根据测试结果有目的地进行吊罩检查，这样就可有效地避免重大事故的发生。

4、变压器短路事故后的检查与试验

变压器在遭受突发短路时，最容易发生变形的是低压绕组和平衡绕组，然后是高中压绕组、铁芯和夹件。因此，变压器短路事故后的检查主要是检查绕组、铁芯、夹件以及其它部位。

4.1绕组的检查与试验

当变压器出现短路故障之后，绕组在电动力的影响之下，会直接承受种类不同、方向不同的力影响，并且该故障发生之后，有着极大的隐蔽性，无法在第一时间发现，并且也没有切实有效的方法将这一故障短时间内就进行修复，因此，在变压器出现短路故障之后，应当重点对绕组当前实际的运行情况进行检测，从而便于采取合理方法进行维修。

4.1.1变压器直流电阻的测量。根据变压器直流电阻的测量值来检查绕组的直流电阻不平衡率及与以往测量值相比较，能有效地考察变压器绕组受损情况。例如，某台变压器短路事故后低压侧C向直流电阻增加了约10%，由此判断绕组可能有新股情况，最后将绕组吊出检查，发现C相绕组断1股。

4.1.2变压器绕组电容量的测量。绕组的电容由绕组匝间、层间及饼间电容和绕组发电容构成。此电容和绕组与铁芯及地的间隙、绕组与铁芯的间隙、绕组匝间、层间及饼间间隙有关。当绕组变形时，一般呈“S”形的弯曲，这就导致绕组对铁芯的间隙距离变小，绕组对地的电容量将变大，而且间隙越小，电容量变化越大，因此绕组的电容量可以间接地反映绕组的变形程度。

4.1.3吊罩后的检查。变压器吊罩后，如果检查出变压器内部有熔化的铜渣或铝渣或高密度电缆纸的碎片，则可以判断绕组发生了较大程度的变形和断股等，另外，从绕组垫块移位或脱落、压板等位、压钉位移等也可以判断绕组的受损程度。

4.2铁芯与夹件的检查

变压器的铁芯应具有足够的机械强度。铁芯的机械强度是靠铁芯上的所有夹紧件的强度及其连接件来保证的。当绕组产生电动力时，绕组的轴向力将被夹件的反作用力抵消，如果夹件、拉板的强度小于轴向力时，夹件、拉板和绕组将受到损坏。因此，应仔细检查铁芯、夹件、拉板及其连接件的状况。

4.3变压器油及气体的分析

变压器遭受短路冲击后，在气体继电器内可能会积聚大量气体，因此在变压器事故后可以取气体继电器内的气体和对变压器内部的油进行化验分析，即可判断事故的性质。其次，变压器短路故障处理中应注意的事项。

4.4更换抗短路能力较强的绕组材料，改进结构

变压器绕组的机械强度主要是由下面两个方面决定的：一是由绕组自身结构的因素决定的绕组机械强度；二是绕组内径侧的支撑及绕组轴向压紧结构和拉板、夹件等制作工艺所决定的机械强度。

5、结语

变压器的抗短路能力如何，不仅与其自身的结构设计及制造工艺有关，还与运行环境、运行维护等方面也有关。变压器一旦发生短路事故，会给电网系统造成严重的损失，甚至危及人民的生命财产安全。因此，必须采取有效的措施来提高变压器的抗短路能力，以减少短路事故的发生，从而确保变压器及电网系统的顺利运行。