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电工-电力技术-高压变压器短路事故的类型及原因分析.doc

电工-电力技术-高压变压器短路事故的类型及原因分析

简单的剪刀鉐头咘
2017-11-11 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《电工-电力技术-高压变压器短路事故的类型及原因分析doc》,可适用于IT/计算机领域

电工电力技术高压变压器短路事故的类型及原因分析本文分三个部分讲:变压器常会发生的几种事故、变压器短路故障原因、变压器短路损坏的常见部位变压器事故时有发生而且有增长的趋势。从变压器事故情况分析来看抗短路能力不够已成为电力变压器事故的首要原因对电网造成很大危害严重影响电网安全运行。变压器经常会发生以下事故:外部多次短路冲击线圈变形逐渐严重最终绝缘击穿损坏外部短时内频繁受短路冲击而损坏长时间短路冲击而损坏一次短路冲击就损坏。变压器短路损坏的主要形式有以下几种:、轴向失稳。这种损坏主要是在辐向漏磁产生的轴向电磁力作用下导致变压器绕组轴向变形。、线饼上下弯曲变形。这种损坏是由于两个轴向垫块间的导线在轴向电磁力作用下因弯矩过大产生永久性变形通常两饼间的变形是对称的。、绕组或线饼倒塌。这种损坏是由于导线在轴向力作用下相互挤压或撞击导致倾斜变形。如果导线原始稍有倾斜则轴向力促使倾斜增加严重时就倒塌导线高宽比例大就愈容易引起倒塌。端部漏磁场除轴向分量外还存在辐向分量二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使内绕组导线向内翻转外绕组向外翻转。、绕组升起将压板撑开。这种损坏往往是因为轴向力过大或存在其端部支撑件强度、刚度不够或装配有缺陷。、辐向失稳。这种损坏主要是在轴向漏磁产生的辐向电磁力作用下导致变压器绕组辐向变形。、外绕组导线伸长导致绝缘破损。辐向电磁力企图使外绕组直径变大当作用在导线的拉应力过大会产生永久性变形。这种变形通常伴随导线绝缘破损而造成匝间短路严重时会引起线圈嵌进、乱圈而倒塌甚至断裂。、绕组端部翻转变形。端部漏磁场除轴向分量外还存在辐向分量二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使绕组导线向内翻转外绕组向外翻转。、内绕组导线弯曲或曲翘。辐向电磁力使内绕组直径变小弯曲是由两个支撑(内撑条)间导线弯矩过大而产生永久性变形的结果。如果铁心绑扎足够紧实及绕组辐向撑条有效支撑并且辐向电动力沿圆周方向均布的话这种变形是对称的整个绕组为多边星形。然而由于铁芯受压变形撑条受支撑情况不相同沿绕组圆周受力是不均匀的实际上常常发生局部失稳形成曲翘变形。、引线固定失稳。这种损坏主要由于引线间的电磁力作用下造成引线振动导致引线间短路。变压器短路故障原因分析:因变压器出口短路导致变压器内部故障和事故的原因很多也比较复杂它与结构设计、原材料的质量、工艺水平、运行工况等因数有关但电磁线的选用是关键。从近几年解剖变压基于变压器静态理论设计而选用的电磁线与实际运行时作用在电磁线上的应力差异较大。()目前各厂家的计算程序中是建立在漏磁场的均匀分布、线匝直径相同、等相位的力等理想化的模型基础上而编制的而事实上变压器的漏磁场并非均匀分布在铁轭部分相对集中该区域的电磁线所受到机械力也较大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这也是为什么处在铁心轭部、换位处、有调压分接的对应部位的线饼首先变形的根本原因。()抗短路能力计算时没有考虑温度对电磁线的抗弯和抗拉强度的影响。按常温下设计的抗短路能力不能反映实际运行情况根据试验结果电磁线的温度对其屈服极限影响很大随着电磁线的温度提高其抗弯、抗拉强度及延伸率均下降在下抗弯抗拉强度要比在时下降上延伸率则下降以上。而实际运行的变压器在额定负荷下绕组平均温度可达最热点温度可达。一般变压器运行时均有重合闸过程因此如果短路点一时无法消失的话将在非常短的时间内(s)紧接着承受第二次短路冲击但由于受第一次短路电流冲击后绕组温度急剧增高根据GBl的规定最高允许这时绕组的抗短路能力己大幅度下降这就是为什么变压器重合闸后发生短路事故居多。()采用普通换位导线抗机械强度较差在承受短路机械力时易出现变形、散股、露铜现象。采用普通换位导线时由于电流大换位爬坡陡该部位会产生较大的扭矩同时处在绕组二端的线饼由于幅向和轴向漏磁场的共同作用也会产生较大的扭矩致使扭曲变形。如杨高kV变压器的A相公共绕组共有个换位由于采用了较厚的普通换位导线其中有个换位有不同程度的变形。另外吴泾l号主变也是由于采用普通换位导线在铁心轭部部位的高压绕组二端线饼均有不同翻转露线的现象。()采用软导线也是造成变压器抗短路能力差的主要原因之一。由于早期对此认识不足或绕线装备及工艺上的困难制造厂均不愿使用半硬导线或设计时根本无这方面的要求从发生故障的变压器来看均是软导线。()绕组绕制较松换位处理不当过于单薄造成电磁线悬空。从事故损坏位置来看变形多见换位处尤其是换位导线的换位处。()绕组线匝或导线之间未固化处理抗短路能力差。早期经浸漆处理的绕组无一损坏。()绕组的预紧力控制不当造成普通换位导线的导线相互错位。()套装间隙过大导致作用在电磁线上的支撑不够这给变压器抗短路能力方面增加隐患()作用在各绕组或各档预紧力不均匀短路冲击时造成线饼的跳动致使作用在电磁线上的弯应力过大而发生变形()外部短路事故频繁多次短路电流冲击后电动力的积累效应引起电磁线软化或内部相对位移最终导致绝缘击穿。变压器短路损坏的常见部位对应铁轭下的部位。该部位发生变形原因有:()短路电流所产生的磁场是通过油和箱壁或铁心闭合由于铁轭的磁阻相对较小故大多通过油路和铁轭间闭合磁场相对集中作用在线饼的电磁力也相对较大()内绕组套装间隙过大或铁心绑扎不够紧实导致铁心片二侧收缩变形致使铁轭侧绕组曲翘变形()在结构上轭部对应绕组部分的轴向压紧是最不可靠的该部位的线饼往往难以达到应有的预紧力因而该部位的线饼最易变形。调压分接区域及对应其他绕组的部位。该区域由于:()安匝不平衡使漏磁分布不均衡其幅向额外产生的漏磁场在线圈中产生额外轴向外力这些力的方向总是使产生这些力的不对称性增大。轴向外力和正常幅向漏磁所产生的轴向内力一样使线饼向竖直方向弯曲并压缩线饼件的垫块除此之外这些力还部分地或全部地传到铁轭上力求使其离开心柱出现线饼向绕组中部变形或翻转现象。()该部位的线饼为力求安匝平衡或分接区间的应有绝缘距离往往要增加较多的垫块较厚的垫块致使力的传递延时因而对线饼撞击也较大()绕组套装后不能确保中心电抗高度对齐致使安匝进一步加剧不平衡()运行一段时间后较厚的垫块自然收缩量较大一方面加剧安匝不平衡现象另一方面受短路力时跳动加剧()在设计时间为力求安匝平衡分接区的电磁线选用了较窄或较小截面的线规抗短力能力低。换位部位。这部位的变形常见于换位导线的换位和单螺旋的标准换位处。换位导线的换位由于其换位的爬坡较普通导线的换位为陡使线匝半径不同的换位处产生相反的切向力这对大小相等方向相反的切向力致使内绕组的换位向直径变小方向变形外绕组的换位力求线匝半径相同使换位拉直内换位向中心变形外换位向外变形而且换位导线厚度越厚爬坡越陡变形越严重。另外换位处还存在轴向短路电流分量所产生的附加力致使线饼变形加剧。单螺旋的标准换位在空间上要占一匝的位置造成该部位安匝不平衡同时又具有换位导线换位变形特征因此该部位的线饼更容易变形。引线间。常见于低压引线间低压引线由于电压低流过电流大相位度使引线相互吸引如果引线固定不当的话会发生相间短路。绕组的引出线。常见于斜口螺旋结构的绕组该结构的绕组由于二个螺旋口安匝不平衡轴向力大同时又有轴向电流存在使引出线拐角部位产生一个横向力而发生扭曲变形现象。另外螺旋绕组在绕制过程中有剩余应力存在会使绕组力求恢复原状现象故螺旋结构的绕组受短路电流冲击下更容易扭曲变形。

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