一起变压器近区短路故障的原因分析与改进措施

　　变压器是电力体系供应能源损耗最根本的装备,在现实的利用中极容易受到近区短路故障的破坏,年夜约要占变压器所有事故的40%以上。

　　1 变压器近区短路故障的缘故原由

　　1.1 近区短路

　　针对变压器近区短路的近区规模并没有现实的数据划定,它对变压器发生的伤害主要由短路电流决议,从计算短路电流的角度看,它和线路阻抗有很年夜的关系,假如电缆阻抗比线路阻抗小,可将低压电缆的3公里内和架空线路的1公里内设定为近区短路,假如短路电流年夜于额定电流的3倍以上,或是现实的短路光阴多于两秒,也可成为近区短路。发生近区电路故障的缘故原由分为动稳固和热稳固两年夜类,此中热稳固是指电流经由过程导体时导体将会发生伟大的热能,电路和元件在短光阴内蒙受短路热能的才能称为热稳固;动稳固是指短路电流、短路冲击电流经由过程导体时,相邻载流导体间将发生伟大的电动力,权衡电路及元件可否蒙受短路时最年夜电动力的才能。变压器近区短路产生还会有其他一些缘故原由,如外部短路、内部绕组变形和绝缘资料侵害等[1]。

　　1.2 动稳固阐发

　　在辐向漏磁和绕组电流的作用下会开释具有时变特征的轴向动力,这种电动力会有暂态与稳态两种状况。暂态是在电路接通的刹时,由于电压的跳变,电路由0-改变为0+状况的刹时转变;在0+状况以后,电路中的电压电流将由电路元件决议变化方式,满意必定的前提后,这时电压电流会趋于稳固的状况被成为稳态;在点动力比导线应力高时,将会使线圈产生变形和断裂,当安匝在均衡状况时,磁力线的轴向力会受端部界限影响,轴向协力可以疏忽不记;当安匝失衡时,漏磁轴向电动力年夜小以及协力偏向也跟着转变[2]。

　　依据左手定章，短路电动力的计算公式为：，短路电流的计算公式是。此中Ild稳态短路电流值；α短路时电压的初相角；Rd短路时等值电阻；Ld高下压绕组泄电系数；ω角频率。

　　变压器漏磁场相对是一个比拟繁杂的进程,它具有较强的时变性,在产生短路时跟着绕组时时的振动,漏磁在空间的散布也是具有时变性的。假如不计绕组振动空间变化对漏磁场的影响,也可按照短路稳态的电流值从而计算出漏磁密B0,再计算出具有时变性的磁密Bt。是以也能计算出轴向和辐向的电动力。其计算公式为:

　　此中B0为短路稳态电流;R为各导线的圆环半径;Ild为对应的磁密。

　　1.3 热稳固阐发

　　变压器的线圈在短路电流的下温度会快速的升高,线圈到达的最高温度为:θ1=θ0+αJ2t×10-3,θ0为线圈初始温度;J电流密度;t连续光阴。在变压器处于稳态时,断路器电流年夜小是变压器短路产生故障时的紧张参数,在变压器近区短路或出口时产生故障的比例比拟年夜。

　　1.4 变压器绕组变形

　　变压器的绕组变形,便是绕组在漏磁作用下会受内部机器力或是电动力的作用,致使其在外形上和尺寸年夜小上产生弗成转变的变化,此中包含器身位移、鼓包、绕组扭曲等;在变压器正常使用中,弗成避免的会遭到各类短路冲击,对变压器造成最严重伤害的是出口短路,固然断路器可以或许实时把短路问题从电路堵截,但也会因为种种缘故原由导致主动装配不动作,线圈将会在短路电动力和电流的互相作用下在短光阴内产生变形,乃至会致使绕组销毁或是相间短路。另外在变压器运输或是使用安装时也有被碰撞的可能,从而呈现扭曲、松脱等征象。

　　1.5 变压器内部绝缘毁坏

　　绕组是变压器传输和变换电能中心,绕组绝缘更是变压器平安使用的根本要求,直接关系到变压器的绝缘机能,由于绝缘占有很年夜比列,以是对变压器技术和经济方面都邑发生很年夜的关系。造成变压器内部绝缘破坏的缘故原由有许多,短路故障或是负载的突然增多,将使变压器电流年夜年夜跨越额定的电流,绕组将会受到壮大的电磁力矩从而产生变形,另外还有电流的敏捷加年夜、绕组的温度快速升高,从而导致绝缘损毁;其次是绕组绝缘受潮,因为绕组内层不透或是绝缘油内含有水分致使匝间短路;绕组与分化开关的打仗不良,负载事情时接头发烧、局部绝缘或是接头松动,使绕组线断开[3]。

　　1.6 变压器的累积效应

　　在短路电流不年夜、光阴较短、变形水平相对不太严重、绝缘没有破坏、掩护装配可以在绕组受的电动力微弱的环境下,可掩护变压器的正常运行;如变压器阅历过多次的短路故障后,其内部的绝缘环境会逐渐被破坏失落,在历久的积聚后就会加速绕组变形的过程。由此说来,当变压器已产生短路故障仍继续运行,并不会立即呈现绕组变形,如再次受到年夜电流或者电压的打击下产生严重故障的可能会相称年夜。

　　2 变压器近区短路故障的改良步伐

　　2.1 防止产生谐振过电压

　　谐振是一种稳态,谐振过电压不只在操作过度的进程中发生,谐振过电压如产生将会造成的效果会异常严重,谐振过电压在各类电压品级的收集中都有可能呈现,分外是在35千伏以下电网中常常呈现。谐振过电压也是电网体系中问题的聚核心,在电网体系正常事情时,中性点是不接地体系PT铁芯饱和,极易产生谐振过电压;但中性点不接地的方式易引起谐振过电压,如运行或是维护职员在操作或是处置欠妥也会呈现谐振过电压,另外在变压器设计选型或是参数不匹配也有可能呈现谐振过电压;谐振过电压对电力体系会造成极年夜的破坏,像电压互感器的熔丝熔断、电力体系装备绝缘烧损、相间短路等环境呈现。

　　2.2 运行方式和治理程度

　　变压器是电力体系中必弗成少的变电装备,但又是电力体系中的易损装备,变压器是否正常运行直接决议了该电网的运行是否经济、高效。由此必需强化变压器的运行治理事情,增强对变压器的维护事情和监管力度,能力保证变压器能平安康健的使用。依据变压器正常运行时的数据和状况,对正常运行的变压器进行检测和数据阐发,如许能实时发现非常环境,便于采取有用办法,打消存在的平安隐患。

　　为保障变压器的事情正常,要强化和进步相关事情职员的专业技巧,增强变压器巡查事情,卖力值班职员应随时监控仪表盘的指导,抄表的频率严厉依照规程执行;变压器巡查时要注意:变压器声音是否有异;外部的干净环境;油的色彩及深度是否有异;套管有无破损或放电;平安气道有没有非常;各类接头发不发烧等环境,能精确辨认非常声响的起源以及声响产生的缘故原由,实时的采取平安步伐,保证变压器的正常运行[3]。

　　2.3 增强反省和掩护事情

　　在采购变压器后,投入使用前要对变压器进行试验性的反省检测事情,进行反省事情的进程中要对其进行全方面试验事情,从变压器的内部材质、使用机能和参数以及装备的布局设计等方面进行综合性的斟酌,保证变压器能有用满意电力装备的利用要求,也是削减变压器短路环境最直接最紧张的办法。在变压器正常运行时一旦产生短路故障,继电掩护装备要实时做出正确的断定,实时堵截变压器的供电电源,防止因短路激发的更年夜严重问题产生,今朝使用的继电掩护装配相关技术职员要做好改良和按期反省事情,这些也是节制短路故障产生的紧张步伐。

　　2.4 强化处置事情

　　在变压器短路故障产生后要实时做好故障处置事情,这就要求事情职员自身的专业技巧要过硬,以最快的速率对故障进行检测断定并办理故障,从而低落因短路给相关企业及小我造成的损失,增强对技术员的培训进修事情。绕组变形是变压器短路的紧张体现,在处置绕组变形上技术职员要依据产生短路详细现实状态采纳分歧的处置技术,来满意分歧装备产生故障的根本要求,从而进步变压器的适用机能。

　　2.5 日常的检测和养护

　　在变压器的现实使用进程中,产生短路也比拟常见,但有的环境是由于之前短路故障产生的遗留问题造成的,这就要求要分外看重日常的检测和养护事情,假如看重水平不够,将会年夜年夜进步短路故障产生几率,当产生一些相对不年夜的问题时都邑是产生短路故障的紧张缘故原由。在日常平凡的日常检修时,要对呈现的可能会引起短路的变压器实施周全反省事情,要保证变压器在日常事情中不会呈现故障[4]。变压器检修也应该进行惯例化、周期化,保证能实时发现变压器潜在的问题,对变压器的运行环境有个精确的断定。另外还有一个紧张的问题对变压器的维护事情,防止历久的使用致使变压器超负荷事情,对零部件的磨损实时检修和养护不仅能确保变压器的正常运行,还能延伸变压器的使用光阴。

　　跟着我国电网的赓续成长,分外是在屯子电网建设中就充足体现了这一点:各级电网变压器呈现短路故障呈现加速增加的态势,同时也加速变压器在近区短路故障中所要遭遇的冲击力。我国部门沿海地域更受到年夜风年夜雨和台风对等天然情况对变压器正常运行的影响,将使变压器近区短路故障产生的几率年夜年夜进步。必需增强变压器改良步伐的有用性来低落短路事故产生次数,保证变压器能顺遂稳固的运行。