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什么是變壓器繞組變形?
變壓器繞組變形是指繞組受機械力和電動力的作用,繞組的尺寸和形狀發生了不可逆轉的變化。通常表現為軸向和徑向尺寸的變化、器身位移、繞組扭曲、鼓包和匝間短路等。
變壓器發生繞組變形的原因?
1、短路故障電流沖擊。
2、在運輸、安裝或者吊罩大修過程中受到意外沖撞。
3、多次過流動作。
4、繞組承受短路能力不夠。
電力變壓器在運行過程中,不可避免地要遭受各種短路故障電流的沖擊,特別是變壓器出口或近區短路故障,巨大的短路沖擊電流將使變壓器繞組受到很大的電動力(是正常運行時的數十倍至數百倍)并使繞組急劇發熱。在較高的溫度下,導線的機械強度變小,電動力更容易使繞組破壞或變形。短路故障電流沖擊是變壓器繞組變形的最主要外因。
外部原因:
1、變壓器在運行中難以避免的要承受各種短路沖擊,其中出口短路對變壓器的危害尤其嚴重。盡管斷路器能夠快速地將短路故障從電路切除,但往往因某種原因自動裝置不動作,使得變壓器線圈在短路電流熱和電動力的作用下,在很短時間內造成線圈變形,嚴重的甚至會導致相間短路,繞組燒毀。
2、變壓器在運輸安裝過程中也可能受到碰撞沖擊而產生扭曲、斷股、移位、松脫等現象。
自身原因:
1、制造廠在設計時沒有充分考慮適當的安全裕度,使實際繞組承受的輻向穩定力不能滿足現場短路電流的沖擊。
2、由于生產工藝差造成繞組裝配間隙過大,大短路電流造成繞組內支撐結構失效。
3、繞組外圍的邊界不一致造成的繞組漏磁場不是軸對稱磁場,從而導致繞組所受的輻向壓縮力沿圓周方向不均勻分布。短路時結構上薄弱的撐條間隔處最先失穩。
4、多次短路事故可能在繞組上形成變形積累,在以后某次短路力作用時可能超過其支撐結構實際承受能力,而造成失穩變形。
繞組變形的危害?
1、導致絕緣距離發生改變,固體絕緣受到損傷,導致局部放電發生,當遇到雷電過電壓作用時有可能發生匝間、餅間擊穿,導致突發性絕緣事故,甚至在正常運行電壓下,因局部放電的長期作用而發生絕緣擊穿事故。
2、繞組機械性能下降,當再次遭受短路事故時,將承受不住巨大的電動力作用而發生損壞。
減少電力變壓器發生繞組變形的措施?
1、加強對變壓器短路能力的試驗研究。短路故障電流產生的電動力是引起變形的重要原因所以防止繞組變形,提高變壓器運行的可靠性,首先要從解決變壓器能耐受短路的能力入手。對生路機械強度的研究不能只依賴于理論計算和小模型的推算,要重視短路試驗。
2、正確選擇繞組的壓緊力。變壓器能不能經受住短路電動力的沖擊,除壓緊結構的機械強度、絕緣加工質量、繞組繞制質量等因素有關外,繞組的壓緊力起著重要作用,因此繞組的壓緊力不能過小。繞組的壓緊力也不能過大,當壓緊力超過一定的允許范圍后,壓緊結構就要發生變形,強度儲備減小,降低了抵抗短路電動力的沖擊能力。
3、器身可靠定位。器身可靠定位是防止運輸中發生位移的關鍵。以致不能承受為防止變壓器繞組的機械強度太差,在結構設計中運輸過程中的顛簸而發生局部損壞,宜使用可靠的器身定位裝置。
4、改善短路保護系統、并注意重合閘問題保護拒動是造成變壓器繞組變形的重要原因之一限制短路電流,消除保護“死區",快速切流過變壓器的故障電流,是減小對變壓器沖擊,保護變壓器不損壞的有效方法。對于變壓器的過流保護應盡量縮短動作時間。
5、加強繞組變形監測并及時檢修。開展的繞組變形測試技術,對變壓器受到短路沖擊后能否繼續運行提供了重要的判斷手段。大型變壓器出口短路后,應該進行繞組變形試驗與制造廠提供的原始頻率響應進行比較,作為繞組有無變形及其變形程度的判斷依據,未經任何試驗和檢查不允許試投。
6、采取有效措施,減少母線發生短路的機會。一旦母線側發生短路,保護應盡快切除母線供電變壓器。同時在母線短路未切除之前,廠用備用電源不能自投于故障母線。
7、對運行中的大型變壓器要進行頻率響應分析與事故發生后的頻率響應分析結果進行比較,合理判斷變壓器繞組變形程度。對那些通過頻率響方式測量發現繞組變形較嚴重卻仍在運行著的變壓器,應在最短時間內,有計劃地進行品芯檢查和檢修。
8、配置故障錄波在線監視裝置。對110KV(66KV)及以上電壓等級的變壓器要有故障錄波在線監視裝置,掌握短路故障電流大小以及故障持續時間,作為判斷繞組變形情況參考。