變壓器事故時有發生，而且有增長的趨(qū)勢。從變壓器事故情況分析來看，抗短路能力不夠已成爲電力變壓器事故(gù)的首要原因，對電網造成(chéng)很大危害，嚴重(zhòng)影響(xiǎng)電網(wǎng)安全運(yùn)行。
變壓器(qì)經常會發生以下事故：外部多次短路(lù)沖擊，線圈變形(xíng)逐漸嚴重，絕緣擊穿(chuān)損壞(huài)；外部短時内頻繁受短路沖擊而損壞；長時間短(duǎn)路沖(chòng)擊而損(sǔn)壞；一次短路沖擊就(jiù)損(sǔn)壞。變壓器短路損(sǔn)壞的主要形式有以(yǐ)下幾(jǐ)種：
1、軸向失穩(wěn)。這種損(sǔn)壞主要是(shì)在輻向漏磁産生的軸向電(diàn)磁力作用下(xià)，導緻(zhì)變壓器繞組軸(zhóu)向變形。
2、線餅上(shàng)下彎曲變(biàn)形(xíng)。這種損壞是由于兩個軸向墊塊間的導線在軸向電磁力作用下，因彎(wān)矩過大産生*性變形，通常兩餅間的變形是對稱的。
3、繞組或線餅倒塌。這種損壞是由于導(dǎo)線在軸向力作用(yòng)下，相互擠壓(yā)或撞(zhuàng)擊，導緻傾斜變形。如果導線原始稍有傾斜，則軸向(xiàng)力(lì)促使傾斜增加，嚴重時就倒塌；導線(xiàn)高寬比例大，就愈容易引起倒塌。端部漏磁場除軸向(xiàng)分量外，還存在輻向分量，二個方向的漏(lòu)磁所産生的合成電磁力緻使(shǐ)内繞組導線向内翻(fān)轉，外繞組向外翻轉。
4、繞組升(shēng)起将壓(yā)闆撐開。這(zhè)種損壞往往是因(yīn)爲(wèi)軸向力過(guò)大或存在其端部支撐件強度、剛度不夠或裝配有缺陷。
5、輻向失穩。這種損壞主要是在軸向漏磁産(chǎn)生的輻(fú)向電磁力作用下，導緻變壓器繞組輻向變形。
6、外繞組導線伸長導緻絕緣破損。輻向電磁力企圖使外(wài)繞組直徑變大，當作用在(zài)導線的拉應力過大(dà)會(huì)産(chǎn)生*性變形。這種變形通常伴随導線絕(jué)緣破損而造成匝(zā)間短路(lù)，嚴重時會引起線圈嵌進、亂圈而倒塌，甚至斷裂。
7、繞組端部翻轉變形。端部漏磁場除軸向分量(liàng)外，還存在輻向分量，二個方向的漏(lòu)磁所産生的合成電磁力緻使繞組導線(xiàn)向内翻轉，外(wài)繞組向外翻轉。
8、内繞組導線彎曲或曲翹(qiào)。輻向電磁力使内繞組直(zhí)徑變小(xiǎo)，彎曲是由兩個支撐(内撐條)間導(dǎo)線彎矩過大而産生*性變形的(de)結果。如果鐵心綁紮足夠緊實及繞組輻向撐條有(yǒu)效支撐，并且輻向電動力沿圓周方向均布的話，這種變(biàn)形是對稱的，整個繞(rào)組爲多邊星(xīng)形。然而，由于鐵芯受壓變形，撐條受支撐情況不相同，沿繞組(zǔ)圓周受力是不(bú)均勻的，實際上常常發生(shēng)局部失(shī)穩形成曲翹變(biàn)形。
9、引(yǐn)線固定失穩。這種(zhǒng)損壞主要(yào)由于引線間的電(diàn)磁力作用(yòng)下(xià)，造成引線振動，導緻(zhì)引(yǐn)線間短路。
變壓器(qì)短路故障(zhàng)原因分析：
因變壓器(qì)出口(kǒu)短(duǎn)路導緻變壓器内(nèi)部故障和(hé)事故的原(yuán)因很多，也比較複雜，它與結構設計、原材料的質量(liàng)、工藝水平、運行工況等因數有關，但電磁線的(de)選用是關鍵。從近幾年(nián)解剖變壓基(jī)于變壓器(qì)靜态理論設計而選用的電磁(cí)線，與實際運行時作用在(zài)電磁線上的應力差異較大。
(1)目前各廠家的計算程序中是建(jiàn)立在漏磁場的均勻分布、線匝(zā)直徑相同、等相位的力等理想(xiǎng)化的模型基礎上而編制的，而事實上變壓器的漏磁場并非均勻分布(bù)，在鐵轭部分相對集中，該區域的電磁線(xiàn)所受到機械力也較(jiào)大；換(huàn)位導線在換位(wèi)處由于爬坡會改(gǎi)變力的傳遞方向，而産生扭矩；由于墊塊彈(dàn)性模量的因數，軸向(xiàng)墊塊不等距分布(bù)，會使交變漏磁場所産生的交變力延時共(gòng)振，這也是爲什麽處(chù)在鐵心轭部、換位處、有調壓(yā)分接的對應部位的線餅首先變形的根本原因。
(2)抗短路能力計算時(shí)沒有考慮溫度對電磁線的抗彎和抗拉(lā)強度的影響。按(àn)常溫下設計的抗(kàng)短路能力(lì)不(bú)能反(fǎn)映實際運(yùn)行情況，根據試驗結果，電(diàn)磁線(xiàn)的溫度對其屈服極限?0.2影響很大，随着電磁線的溫度提高，其抗彎、抗拉強度及延(yán)伸率均下降，在250℃下抗彎抗拉強度要(yào)比在50℃時下降上，延伸(shēn)率則下降40%以上(shàng)。而(ér)實際運行的變壓(yā)器，在額定(dìng)負荷下，繞(rào)組平均溫度可達105℃，熱點溫度可(kě)達118℃。一般變壓器運行(háng)時均有重合閘過程，因此(cǐ)如果(guǒ)短路點一時無(wú)法(fǎ)消失的(de)話，将在非(fēi)常短的時間内(0.8s)緊接着承受第二次短路沖擊，但由于受*次短路電流沖擊後，繞組溫度急劇增高，根據GBl094的規定，允許250℃，這時繞組的抗短路能力己(jǐ)大幅度下降，這就是爲什麽變壓器(qì)重合閘(zhá)後(hòu)發生短路事故(gù)居多。
(3)采用普通換位導線，抗機械強度較差，在承受短路機(jī)械力時易出現變(biàn)形、散(sàn)股、露(lù)銅(tóng)現象(xiàng)。采用普通換位導(dǎo)線時，由于電流大(dà)，換位爬坡陡，該部位會産生較大的扭矩，同時處在繞組二端的線餅，由(yóu)于幅向(xiàng)和軸向漏磁場的共同作用，也會産生較大的扭矩，緻使扭曲變形。如楊高500kV變壓器的A相公共(gòng)繞組共有71個換位，由于采(cǎi)用了較厚的普通換位導線，其中有(yǒu)66個換位有不同程度的變形。另(lìng)外吳泾1l号主變，也是由(yóu)于采(cǎi)用(yòng)普通換位(wèi)導線(xiàn)，在鐵心轭部部位的高(gāo)壓繞組二端線餅均有(yǒu)不(bú)同翻轉露線的現(xiàn)象。
(4)采用軟導線，也是造成變壓器抗短路能力差的主要(yào)原因之一(yī)。由于早期(qī)對此認識不足，或繞(rào)線裝(zhuāng)備及工(gōng)藝上的困難，制造廠均不願(yuàn)使用半硬導線或設計時根本無這方面的要求，從發(fā)生故障的變壓器(qì)來看均是軟導線。
(5)繞組繞制較(jiào)松，換(huàn)位處理不當，過于單薄，造成電(diàn)磁線懸空。從事故損壞位置來看，變形(xíng)多見換位處，尤(yóu)其是換位導線的換位處。
(6)繞組線匝或導線之間未固(gù)化處理，抗短路能(néng)力(lì)差。早期(qī)經浸漆處理的繞組無一損壞。
(7)繞(rào)組的預緊力控(kòng)制不(bú)當造成普(pǔ)通換位導線(xiàn)的導線相互錯位。
(8)套裝間隙過大(dà)，導緻(zhì)作(zuò)用在電磁線(xiàn)上的支撐不夠，這給變壓器抗短路能力方面(miàn)增加隐患.
(9)作用在各繞組或各(gè)檔預緊力不均勻，短路沖擊時造成線餅的(de)跳動，緻使作用在電磁線上的彎應力過大而(ér)發生變(biàn)形.
(10)外部短(duǎn)路(lù)事故頻繁，多(duō)次短路電流沖(chòng)擊後電動力的積累效應引起電磁線軟化或内部相對位移，導緻絕緣(yuán)擊穿。
變壓器短路損(sǔn)壞的(de)常見部位
對應鐵轭(è)下的部位：該部(bù)位發生變形原(yuán)因有：(1)短路電流所産生的磁場是通過油和箱(xiāng)壁或鐵心閉合，由于鐵轭的磁(cí)阻相對較小，故大多通(tōng)過油路和鐵轭間閉合(hé)，磁場相(xiàng)對集中，作用在線餅的電磁力也相對(duì)較大；(2)内繞組套(tào)裝間隙(xì)過大或鐵心綁紮不夠(gòu)緊實，導緻鐵心片二側收縮變(biàn)形，緻使鐵轭側繞組曲翹變形；(3)在結構(gòu)上，轭部對應繞組部分(fèn)的軸向壓緊是不可靠的，該部位的線餅往往難以達到應有的預緊力，因而該部位的線餅易變形。
調壓(yā)分接(jiē)區域及(jí)對應(yīng)其他繞組(zǔ)的部(bù)位：該區域由于：(1)安匝(zā)不平衡使漏磁分布(bù)不均衡，其幅向(xiàng)額外産生的漏磁場在線(xiàn)圈中産生額外軸向外力，這(zhè)些力的方向總是使産生這些力的不對稱性增大。軸向外力和正常幅(fú)向(xiàng)漏磁所産生的軸向(xiàng)内力一樣，使線餅向豎直方向彎曲，并壓縮線餅件的墊塊，除(chú)此之外，這些力還部分地或全部地傳到(dào)鐵轭(è)上，力求使其離開心(xīn)柱，出現線餅向繞組中部變形或翻轉現象。(2)該部位的線(xiàn)餅爲力求安匝平衡或分(fèn)接區間的應有絕(jué)緣距離(lí)，往往要增(zēng)加較多的墊塊(kuài)，較(jiào)厚的墊塊緻使力(lì)的傳(chuán)遞延時，因而對線餅撞擊也較大；(3)繞組套裝後不(bú)能确保中心電抗(kàng)高度對齊，緻使安匝進一步加劇(jù)不平衡；(4)運行一段時間後，較厚的(de)墊塊自然收縮(suō)量較大(dà)，一方面(miàn)加劇安匝(zā)不平衡現象，另一(yī)方面受短路(lù)力時跳動加劇；(5)在設(shè)計時間爲力求安匝(zā)平衡，分接區的電磁線選用了較窄(zhǎi)或較小截面的線規，抗短力能力低。
換位部位：這部位的變形(xíng)常見于(yú)換位導線的換(huàn)位(wèi)和單(dān)螺旋的标(biāo)準換位處。換位導線(xiàn)的換位，由于其換位的爬坡較普(pǔ)通導線的換位爲(wèi)陡，使線匝半徑不同的換位處産生相反的切向力，這對(duì)大小相等方向相反的切向力，緻(zhì)使内繞組的換位向直徑變小，方向變形，外繞組的換位力求線匝半徑相同，使換位(wèi)拉直，内換位向中心(xīn)變形，外換位向外變(biàn)形，而且換位導線厚(hòu)度越厚，爬(pá)坡越陡，變形越嚴重。另外，換位處還存在軸向短路電流分量，所産生的附加力，緻使線(xiàn)餅變(biàn)形加(jiā)劇。單螺旋的标準換位，在空間上(shàng)要(yào)占一匝的位置(zhì)，造成該部位安匝不平衡，同時又具(jù)有換位導線換位變形特征，因此該部位的線餅更容(róng)易變形。
繞組的引出線(xiàn)：常見于斜口螺旋結構的(de)繞組，該結構的繞組，由于(yú)二個螺旋口安匝不平衡，軸(zhóu)向(xiàng)力大，同時又有(yǒu)軸(zhóu)向電流存在，使引出線拐角部位(wèi)産生一個橫向力而發生扭曲變(biàn)形現象。另外螺旋繞組(zǔ)在繞制過程中，有剩餘應力存在，會使繞組(zǔ)力(lì)求恢複原狀現象，故螺旋結構的繞組，受短路(lù)電流沖擊下更容(róng)易扭曲(qǔ)變形。
引線間：常見于低壓引線間，低(dī)壓(yā)引線由于電壓低流過電流大，相位120度，使引(yǐn)線相互吸引，如果引線固定不當的話，會發(fā)生相間短路。
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