什么是變壓器繞組變形?
變壓器繞組變形是指繞組受機(jī)械力和電動力的作用,繞組的尺寸和形狀發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的變化。通常表現(xiàn)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(fā)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(qū)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(shù)十倍至數(shù)百倍)并使繞組急劇發(fā)熱。在較高的溫度下,導(dǎo)線的機(jī)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(yán)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(nèi)造成線圈變形,嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)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(chǎn)生扭曲、斷股、移位、松脫等現(xiàn)象。
自身原因:
1、制造廠在設(shè)計時沒有充分考慮適當(dāng)?shù)陌踩6?,使實際繞組承受的輻向穩(wěn)定力不能滿足現(xiàn)場短路電流的沖擊。
2、由于生產(chǎn)工藝差造成繞組裝配間隙過大,大短路電流造成繞組內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(jié)構(gòu)上薄弱的撐條間隔處最先失穩(wěn)。
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(jié)構(gòu)實際承受能力,而造成失穩(wěn)變形。
繞組變形的危害?
1、導(dǎo)致絕緣距離發(fā)生改變,固體絕緣受到損傷,導(dǎo)致局部放電發(fā)生,當(dāng)遇到雷電過電壓作用時有可能發(fā)生匝間、餅間擊穿,導(dǎo)致突發(fā)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(fā)生絕緣擊穿事故。
2、繞組機(jī)械性能下降,當(dāng)再次遭受短路事故時,將承受不住巨大的電動力作用而發(fā)生損壞。
減少電力變壓器發(fā)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(chǎn)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(jī)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(jīng)受住短路電動力的沖擊,除壓緊結(jié)構(gòu)的機(jī)械強度、絕緣加工質(zhì)量、繞組繞制質(zhì)量等因素有關(guān)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(dāng)壓緊力超過一定的允許范圍后,壓緊結(jié)構(gòu)就要發(fā)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(fā)生位移的關(guān)鍵。以致不能承受為防止變壓器繞組的機(jī)械強度太差,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中運輸過程中的顛簸而發(fā)生局部損壞,宜使用可靠的器身定位裝置。
4、改善短路保護(hù)系統(tǒng)、并注意重合閘問題保護(hù)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(hù)“死區(qū)”,快速切流過變壓器的故障電流,是減小對變壓器沖擊,保護(hù)變壓器不損壞的有效方法。對于變壓器的過流保護(hù)應(yīng)盡量縮短動作時間。
5、加強繞組變形監(jiān)測并及時檢修。開展的繞組變形測試技術(shù),對變壓器受到短路沖擊后能否繼續(xù)運行提供了重要的判斷手段。大型變壓器出口短路后,應(yīng)該進(jìn)行繞組變形試驗與制造廠提供的原始頻率響應(yīng)進(jìn)行比較,作為繞組有無變形及其變形程度的判斷依據(jù),未經(jīng)任何試驗和檢查不允許試投。
6、采取有效措施,減少母線發(fā)生短路的機(jī)會。一旦母線側(cè)發(fā)生短路,保護(hù)應(yīng)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(jìn)行頻率響應(yīng)分析與事故發(fā)生后的頻率響應(yīng)分析結(jié)果進(jìn)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(fā)現(xiàn)繞組變形較嚴(yán)重卻仍在運行著的變壓器,應(yīng)在最短時間內(nèi),有計劃地進(jìn)行品芯檢查和檢修。
8、配置故障錄波在線監(jiān)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(jiān)視裝置,掌握短路故障電流大小以及故障持續(xù)時間,作為判斷繞組變形情況參考。
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