【變壓器特性綜合測(cè)試臺(tái)】電力變壓器短路事故的處理方法
電力變壓器在遭受突發(fā)短路時(shí)，高低壓側(cè)都將受很大的短路電流，在斷路器來不及斷開的很短時(shí)間內(nèi)，短路電流產(chǎn)生與電流平方成正比的電動(dòng)力將作用于變壓器的繞組，此電動(dòng)力可分為輻向力和軸向力。在短路時(shí)，作用在繞組上的輻向力將使高壓繞組受到張力，低壓繞組受到壓力。由于繞組為圓形，圓形物體受壓力比受張力更容易變形，因此，低壓繞組更易變形。在突發(fā)短路時(shí)產(chǎn)生的軸向力使繞組壓縮和使高低壓繞組發(fā)生軸向位移，軸向力也作用于鐵芯和夾件。
因此，變壓器在遭受突發(fā)短路時(shí)，最容易發(fā)生變形的是低壓繞組和平衡繞組，然后是高中壓繞組、鐵芯和夾件。因此，變壓器短路事故后的檢查主要是檢查繞組、鐵芯、夾件以及其它部位。
1、繞組的檢查與試驗(yàn)
由于變壓器短路時(shí)，在電動(dòng)力作用下，繞組同時(shí)受到壓、拉、彎曲等多種力的作用，其造成的故障隱蔽性較強(qiáng)，也是不容易檢查和修復(fù)的，所以短路故障后應(yīng)重點(diǎn)檢查繞組情況。
（一）變壓器直流電阻的測(cè)量
根據(jù)變壓器直流電阻的測(cè)量值來檢查繞組的直流電阻不平衡率及與以往測(cè)量值相比較，能有效地考察變壓器繞組受損情況。例如，某臺(tái)變壓器短路事故后低壓側(cè)C向直流電阻增加了約10％，由此判斷繞組可能有新股情況，最后將繞組吊出檢查，發(fā)現(xiàn)C相繞組斷1股。
?。?）變壓器繞組電容量的測(cè)量。
繞組的電容由繞組匝間、層間及餅間電容和繞組發(fā)電容構(gòu)成。此電容和繞組與鐵芯及地的間隙、繞組與鐵芯的間隙、繞組匝間、層間及餅間間隙有關(guān)。當(dāng)繞組變形時(shí)，一般呈“S”形的彎曲，這就導(dǎo)致繞組對(duì)鐵芯的間隙距離變小，繞組對(duì)地的電容量將變大，而且間隙越小，電容量變化越大，因此繞組的電容量可以間接地反映繞組的變形程度。
?。?）吊罩后的檢查。
變壓器吊罩后，如果檢查出變壓器內(nèi)部有熔化的銅渣或鋁渣或高密度電纜紙的碎片，則可以判斷繞組發(fā)生了較大程度的變形和斷股等，另外，從繞組墊塊移位或脫落、壓板等位、壓釘位移等也可以判斷繞組的受損程度。
2、鐵芯與夾件的檢查
變壓器的鐵芯應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。鐵芯的機(jī)械強(qiáng)度是靠鐵芯上的所有夾緊件的強(qiáng)度及其連接件來保證的。當(dāng)繞組產(chǎn)生電動(dòng)力時(shí)，繞組的軸向力將被夾件的反作用力抵消，如果夾件、拉板的強(qiáng)度小于軸向力時(shí)，夾件、拉板和繞組將受到損壞。因此，應(yīng)仔細(xì)檢查鐵芯、夾件、拉板及其連接件的狀況。
（1）檢查鐵芯上鐵軛芯片是否有上下竄動(dòng)情況。
?。?）應(yīng)測(cè)量穿芯螺桿與鐵芯的絕緣電阻，檢查穿芯螺桿外套是否受損；檢查拉板、拉板連接件是否損壞。
（3）因?yàn)樵谧儔浩鞫搪窌r(shí)，壓板與夾件之間可能發(fā)生位移，使壓板與壓釘上鐵軛的接地連接片拉斷或過電流燒損，所以對(duì)于繞組壓板，除了檢查壓釘、壓板的受損外，還應(yīng)檢查繞組與壓釘及上鐵軛的接地連接是否可靠。
?。?）應(yīng)測(cè)量穿芯螺桿與鐵芯的絕緣電阻，檢查穿芯螺桿外套是否受損；檢查拉板、拉板連接件是否損壞。
（3）因?yàn)樵谧儔浩鞫搪窌r(shí)，壓板與夾件之間可能發(fā)生位移，使壓板與壓釘上鐵軛的接地連接片拉斷或過電流燒損，所以對(duì)于繞組壓板，除了檢查壓釘、壓板的受損外，還應(yīng)檢查繞組與壓釘及上鐵軛的接地連接是否可靠。
3、變壓器油及氣體的分析
變壓器遭受短路沖擊后，在氣體繼電器內(nèi)可能會(huì)積聚大量氣體，因此在變壓器事故后可以取氣體繼電器內(nèi)的氣體和對(duì)變壓器內(nèi)部的油進(jìn)行化驗(yàn)分析，即可判斷事故的性質(zhì)。
其次，變壓器短路故障處理中應(yīng)注意的事項(xiàng)。
1、更換絕緣件時(shí)應(yīng)保證絕緣件的性能。
處理時(shí)對(duì)所更換的絕緣件應(yīng)測(cè)試其性能，且符合要求方可使用。特別對(duì)引線支架木塊的絕緣應(yīng)引起重視。木塊在安裝前應(yīng)置于80℃左右的熱變壓器油中浸漬一段時(shí)間，以保證木塊的絕緣。
2、變壓器絕緣測(cè)試應(yīng)在變壓器注油靜止24小時(shí)后進(jìn)行。
由于某些受潮的絕緣件在熱油浸泡較長時(shí)間后，水分會(huì)擴(kuò)散到絕緣的表面，如果注油后就試驗(yàn)往往絕緣缺陷檢查不出來。例如一臺(tái)31.5mva的110kv變壓器低壓側(cè)在處理時(shí)更換了kv銅排的一塊支架木塊，變壓器注油后試驗(yàn)一切正常，10kv低壓側(cè)對(duì)鐵芯、夾件及地絕緣電阻減小為約1mΩ。后經(jīng)吊罩檢查，發(fā)現(xiàn)10kv銅排的支架木塊絕緣非常低。因此絕緣測(cè)試應(yīng)在變壓器注油靜止24小時(shí)后進(jìn)行較為可靠。
3、鐵芯回裝應(yīng)注意其尖角。
在回裝上鐵軛時(shí)，應(yīng)注意鐵芯芯片的尖角，并及時(shí)測(cè)量油道間絕緣，特別是要注意油道處的芯片尖角，要防止芯片搭接造成鐵芯多點(diǎn)接地。例如一臺(tái)120mva的220kv變壓器，在低壓側(cè)更換繞組回裝上鐵軛時(shí)，由于在回裝時(shí)沒有注意芯片尖角，又沒有及時(shí)測(cè)量油道間絕緣，安裝完畢后測(cè)量油道間絕緣為0，最后花費(fèi)了較長時(shí)間才找到是由于鐵芯芯片尖角短接了油道。
4、更換抗短路能力較強(qiáng)的繞組材料，改進(jìn)結(jié)構(gòu)。
變壓器繞組的機(jī)械強(qiáng)度主要是由下面兩個(gè)方面決定的：一是由繞組自身結(jié)構(gòu)的因素決定的繞組機(jī)械強(qiáng)度；二是繞組內(nèi)徑側(cè)的支撐及繞組軸向壓緊結(jié)構(gòu)和拉板、夾件等制作工藝所決定的機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)前，大多數(shù)變壓器廠家采用半硬銅線或自粘性換位導(dǎo)線來提高繞組的自身抗短路能力，采用質(zhì)量更好的硬紙板筒或增加撐條的數(shù)量來提高繞組受徑向力的能力，并采用拉板或彈簧壓釘?shù)忍岣呃@組受軸向力的能力。作為電力變壓器的技術(shù)部門，在簽訂變壓器銷售合同前的技術(shù)論證時(shí)和變壓器繞組更換時(shí)，應(yīng)對(duì)繞組的抗短路能力進(jìn)行充分考察，并予以足夠重視。
5、變壓器的干燥。
由于變壓器受短路沖擊后一般需要較長時(shí)間進(jìn)行檢修，為防止變壓器受潮，可以采取兩種措施：
一是在每天收工前將變壓器扣罩，使用真空泵對(duì)變壓器進(jìn)行抽真空，以抽去變壓器器身表面的游離水，第二天開工時(shí)，使用干燥的氮?dú)饣蚋稍锟諝饨獬婵?，一般變壓器在檢修后熱油循環(huán)24小時(shí)即可直接投入運(yùn)行；
二是每天收工后，對(duì)變壓器采取防雨措施，在工作全部完工后，對(duì)變壓器采用熱油噴淋法進(jìn)行干燥，這種方法一般需要7-10天的時(shí)間。
此外，在變壓器發(fā)生短路故障后，除了按照常規(guī)項(xiàng)目對(duì)變壓器進(jìn)行試驗(yàn)外，應(yīng)重點(diǎn)結(jié)合變壓器油、氣體繼電器內(nèi)氣體、繞組直流電阻、繞組電容量、繞組變形測(cè)量的試驗(yàn)結(jié)果判斷分析故障的性質(zhì)，并檢查繞組的變形、鐵芯及夾件的位移與松動(dòng)情況，然后確定對(duì)變壓器的處理方案及應(yīng)采取的預(yù)防措施。在因變壓器短路故障造成繞組嚴(yán)重變形需要更換繞組時(shí)，應(yīng)注意鐵芯芯片的回裝、所有絕緣件的烘干、變壓器油的處理及變壓器的整體干燥。
信息整理：www.bht-group.com.cn
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