變壓器(qì)事故發生原因(yīn)分析

變壓器事(shì)故時有(yǒu)發生，而且有增(zēng)長(zhǎng)的趨(qū)勢。從(cóng)變壓器事(shì)故情況(kuàng)分析來(lái)看，抗(kàng)短路能力(lì)不夠(gòu)已成爲電力變(biàn)壓器事故(gù)的首要原因(yīn)，對(duì)電網(wǎng)造(zào)成很大(dà)危害，嚴重影響電網(wǎng)安(ān)全(quán)運行。
 
變壓(yā)器經(jīng)常會(huì)發(fā)生以下(xià)事故：外部多次(cì)短路沖(chòng)擊，線圈(quān)變形逐漸(jiàn)嚴重，絕緣擊穿損壞(huài)；外部(bù)短(duǎn)時(shí)内(nèi)頻(pín)繁受短路(lù)沖擊而損壞；長時間(jiān)短路(lù)沖擊而損(sǔn)壞；一次短(duǎn)路沖(chòng)擊就(jiù)損壞。變壓(yā)器短路損(sǔn)壞的(de)主要(yào)形式有以(yǐ)下幾種：

1、軸(zhóu)向失穩。這種損(sǔn)壞主要是在輻向漏(lòu)磁(cí)産(chǎn)生的(de)軸向電磁力作(zuò)用下，導(dǎo)緻(zhì)變壓(yā)器繞組軸向變形。 

2、線餅上(shàng)下彎曲(qǔ)變(biàn)形。這(zhè)種損壞(huài)是由于(yú)兩個軸向(xiàng)墊塊(kuài)間的(de)導(dǎo)線在軸(zhóu)向電磁力作用(yòng)下，因彎矩過大産生*性(xìng)變(biàn)形，通常兩(liǎng)餅間的變形(xíng)是對稱的。

3、繞組(zǔ)或線餅(bǐng)倒塌。這種(zhǒng)損壞(huài)是由于(yú)導線在(zài)軸向力作用下(xià)，相互擠壓或撞(zhuàng)擊，導緻傾斜變(biàn)形。如果導(dǎo)線原(yuán)始稍有(yǒu)傾斜，則軸向(xiàng)力促使傾(qīng)斜增(zēng)加，嚴重時(shí)就倒(dǎo)塌；導(dǎo)線(xiàn)高(gāo)寬比(bǐ)例大(dà)，就愈容易引起倒塌(tā)。端部漏磁場除(chú)軸向分量外，還(hái)存在輻向(xiàng)分量，二個(gè)方向的漏(lòu)磁所(suǒ)産生(shēng)的合(hé)成電磁力緻使(shǐ)内繞組導線向(xiàng)内翻(fān)轉，外繞組(zǔ)向外翻轉(zhuǎn)。 

4、繞組(zǔ)升(shēng)起将壓(yā)闆撐(chēng)開(kāi)。這種損壞往往是因爲(wèi)軸向力過大(dà)或存在其端部支撐件強(qiáng)度(dù)、剛度(dù)不夠或裝(zhuāng)配有(yǒu)缺(quē)陷。 

5、輻向(xiàng)失穩。這種損壞(huài)主要是(shì)在(zài)軸向(xiàng)漏磁産生的輻向電磁力作用(yòng)下，導緻變壓器(qì)繞組(zǔ)輻向(xiàng)變形。 

6、外繞(rào)組導線伸長導緻絕緣破(pò)損(sǔn)。輻(fú)向電(diàn)磁力(lì)企(qǐ)圖使外繞組(zǔ)直徑變大(dà)，當作用在(zài)導線的拉應力過大(dà)會産(chǎn)生*性變形(xíng)。這(zhè)種變形(xíng)通常(cháng)伴随導線絕(jué)緣(yuán)破損而造(zào)成匝間短路(lù)，嚴(yán)重時會引(yǐn)起(qǐ)線圈嵌(qiàn)進(jìn)、亂(luàn)圈而倒塌(tā)，甚至(zhì)斷裂。 

7、繞組端部(bù)翻轉變形(xíng)。端部漏磁(cí)場除軸向(xiàng)分量(liàng)外，還存(cún)在(zài)輻向(xiàng)分量，二個方向(xiàng)的漏磁所産生(shēng)的合成電磁力(lì)緻使繞組導線(xiàn)向(xiàng)内翻轉(zhuǎn)，外繞(rào)組向外翻轉。

8、内(nèi)繞組導線(xiàn)彎曲或曲翹。輻向電(diàn)磁力使内(nèi)繞組(zǔ)直徑變小(xiǎo)，彎曲是由兩個支撐(内撐條)間(jiān)導線彎矩過大而産(chǎn)生*性變形(xíng)的(de)結果。如果鐵(tiě)心綁(bǎng)紮足夠緊(jǐn)實及繞(rào)組(zǔ)輻向(xiàng)撐條有(yǒu)效支撐(chēng)，并且輻(fú)向電動(dòng)力(lì)沿圓周方向(xiàng)均布的話(huà)，這種變形是對稱的(de)，整個繞(rào)組爲多邊星(xīng)形。然而，由(yóu)于(yú)鐵芯受壓變(biàn)形，撐(chēng)條受(shòu)支撐(chēng)情況不相(xiàng)同，沿(yán)繞組圓(yuán)周受力(lì)是不均勻(yún)的，實際上常常發生(shēng)局部(bù)失穩形成曲翹變形(xíng)。

9、引線固定失穩(wěn)。這種(zhǒng)損壞主要由于引(yǐn)線間的(de)電磁力作用(yòng)下(xià)，造成引線(xiàn)振動(dòng)，導緻(zhì)引(yǐn)線(xiàn)間短路。

變壓器(qì)短路故障(zhàng)原因分析：

因變壓器(qì)出口(kǒu)短路(lù)導緻(zhì)變壓(yā)器内(nèi)部故障和(hé)事(shì)故的(de)原(yuán)因很(hěn)多，也(yě)比較複雜，它與結構(gòu)設計、原材(cái)料的質量、工藝(yì)水(shuǐ)平、運行工(gōng)況等因(yīn)數有(yǒu)關，但電(diàn)磁(cí)線的選用(yòng)是關鍵。從(cóng)近幾年解剖變(biàn)壓基于變壓器(qì)靜态理論設計(jì)而選用的電磁(cí)線，與(yǔ)實(shí)際(jì)運行時作用(yòng)在電磁線上(shàng)的應力差(chà)異較(jiào)大。

(1)目(mù)前各(gè)廠(chǎng)家(jiā)的計(jì)算程序(xù)中(zhōng)是建(jiàn)立在漏(lòu)磁場的均勻(yún)分布、線匝(zā)直徑相同、等相(xiàng)位的(de)力(lì)等(děng)理想化的模型(xíng)基礎(chǔ)上而(ér)編制的，而(ér)事實(shí)上變壓器(qì)的(de)漏磁場并非(fēi)均勻分布(bù)，在鐵(tiě)轭部分相(xiàng)對集(jí)中，該區(qū)域(yù)的電(diàn)磁線(xiàn)所受到機(jī)械力也較大；換(huàn)位導線在換位(wèi)處由于爬(pá)坡會(huì)改變力的傳遞(dì)方向(xiàng)，而産生扭矩；由于墊塊彈(dàn)性模量的因數(shù)，軸向墊塊不等(děng)距分布(bù)，會使交(jiāo)變漏(lòu)磁場所産(chǎn)生的(de)交變力延(yán)時共振，這也是爲什麽處(chù)在鐵心轭(è)部(bù)、換位處(chù)、有調(diào)壓分接的對應部位的線(xiàn)餅首先變形的根本(běn)原因。 

(2)抗短路能力計(jì)算時(shí)沒有考慮(lǜ)溫度對(duì)電磁線(xiàn)的抗彎和抗(kàng)拉強度的影(yǐng)響。按(àn)常溫(wēn)下設計的(de)抗短路能力不能反映實(shí)際運(yùn)行情況(kuàng)，根據試(shì)驗結果(guǒ)，電磁線(xiàn)的溫度(dù)對其屈(qū)服極(jí)限?0.2影(yǐng)響很大，随着電磁線的溫度提高，其(qí)抗彎(wān)、抗(kàng)拉(lā)強度及延伸(shēn)率均下(xià)降，在(zài)250℃下(xià)抗彎抗(kàng)拉強度要比在(zài)50℃時下(xià)降上，延伸率則下降40%以上(shàng)。而實(shí)際運行的變壓(yā)器(qì)，在額定(dìng)負荷下，繞(rào)組平(píng)均溫(wēn)度可達105℃，熱點(diǎn)溫(wēn)度可(kě)達118℃。一般變壓器(qì)運行時均有重(zhòng)合閘(zhá)過(guò)程，因此(cǐ)如果短(duǎn)路(lù)點一時無法消失的話，将在非(fēi)常短(duǎn)的時(shí)間(jiān)内(0.8s)緊接(jiē)着承受第(dì)二次(cì)短路(lù)沖擊，但由(yóu)于受*次(cì)短(duǎn)路電(diàn)流沖(chòng)擊後，繞組(zǔ)溫度急劇(jù)增高，根據gbl094的規定，允(yǔn)許250℃，這(zhè)時繞組的(de)抗短路(lù)能力己(jǐ)大幅度下降，這就是(shì)爲什麽變(biàn)壓器重合閘後(hòu)發生(shēng)短路事故(gù)居多(duō)。 

(3)采用普通換位導線(xiàn)，抗機械(xiè)強度較差(chà)，在(zài)承受短路(lù)機械力時(shí)易出現變形、散(sàn)股、露(lù)銅現(xiàn)象(xiàng)。采(cǎi)用普(pǔ)通換位導線時(shí)，由于電流大，換(huàn)位爬坡陡(dǒu)，該部(bù)位會産生(shēng)較大的扭(niǔ)矩，同時處(chù)在繞組二(èr)端的線餅，由(yóu)于幅向(xiàng)和軸向漏(lòu)磁場的共(gòng)同作用，也(yě)會産生較大的(de)扭矩(jǔ)，緻使扭曲(qǔ)變形。如楊(yáng)高500kv變(biàn)壓器的a相公共(gòng)繞組共有71個換(huàn)位，由(yóu)于采(cǎi)用了較厚(hòu)的(de)普通換位導(dǎo)線(xiàn)，其中有(yǒu)66個換位有不同(tóng)程度的變(biàn)形。另外吳泾(jīng)1l号主變，也是(shì)由于采用(yòng)普通換位導線(xiàn)，在鐵心轭(è)部部(bù)位的高壓(yā)繞組(zǔ)二端(duān)線餅均有(yǒu)不同翻轉露線的現(xiàn)象。 

(4)采(cǎi)用軟導線，也(yě)是造成變壓器抗短路(lù)能(néng)力差的主要(yào)原因之一(yī)。由于(yú)早(zǎo)期對此(cǐ)認識不足(zú)，或(huò)繞(rào)線裝(zhuāng)備(bèi)及工藝(yì)上的(de)困難(nán)，制造廠均不願(yuàn)使用(yòng)半硬(yìng)導(dǎo)線或設(shè)計時根本無這方面的要(yào)求，從(cóng)發生故(gù)障的變(biàn)壓器來看均是(shì)軟(ruǎn)導線。

(5)繞(rào)組繞(rào)制較(jiào)松，換位處(chù)理(lǐ)不當，過(guò)于單(dān)薄，造成電(diàn)磁線懸空(kōng)。從事故損壞位(wèi)置來(lái)看，變(biàn)形多(duō)見換(huàn)位處，尤其是換(huàn)位導線的(de)換位(wèi)處。 

(6)繞組線(xiàn)匝或導線之間(jiān)未固(gù)化處(chù)理，抗(kàng)短路(lù)能力(lì)差。早期經浸漆處理(lǐ)的繞組(zǔ)無(wú)一損壞。

(7)繞組的(de)預緊力控(kòng)制(zhì)不(bú)當造成(chéng)普通換(huàn)位導線的導線(xiàn)相互錯位。

(8)套裝間隙(xì)過大(dà)，導緻(zhì)作用在電(diàn)磁線上的(de)支撐不夠，這給變壓(yā)器抗(kàng)短路能力(lì)方(fāng)面增加隐患(huàn).

(9)作(zuò)用在各繞組(zǔ)或各檔預緊力(lì)不均(jun1)勻，短(duǎn)路沖擊時造成線餅的跳(tiào)動，緻(zhì)使作(zuò)用在(zài)電磁(cí)線上的彎應力(lì)過大而發生變(biàn)形.

(10)外(wài)部短(duǎn)路事故頻繁，多(duō)次短路電(diàn)流沖(chòng)擊後(hòu)電(diàn)動力的(de)積累效(xiào)應引起(qǐ)電磁線(xiàn)軟化或(huò)内部相對(duì)位移(yí)，導緻絕(jué)緣(yuán)擊穿(chuān)。

變壓器短(duǎn)路損壞的常見部位(wèi)
對應鐵轭(è)下的(de)部位：該(gāi)部(bù)位發(fā)生變(biàn)形原(yuán)因有：(1)短路電流(liú)所産生(shēng)的磁場(chǎng)是通(tōng)過(guò)油(yóu)和箱(xiāng)壁或(huò)鐵心(xīn)閉(bì)合(hé)，由于鐵轭的磁阻相(xiàng)對(duì)較(jiào)小，故(gù)大多(duō)通(tōng)過(guò)油路和鐵轭間閉合(hé)，磁場相對(duì)集中，作用在線餅的(de)電磁力(lì)也相對較大(dà)；(2)内繞組套(tào)裝間隙過大或鐵心綁(bǎng)紮不夠(gòu)緊實，導(dǎo)緻(zhì)鐵心(xīn)片二側(cè)收縮變形，緻使鐵(tiě)轭側(cè)繞組曲翹變形(xíng)；(3)在結構上，轭部對應繞組部分的軸向壓(yā)緊是不可(kě)靠的，該部(bù)位的(de)線餅(bǐng)往往(wǎng)難以達到(dào)應有(yǒu)的預(yù)緊力(lì)，因而該部位(wèi)的線餅(bǐng)易變形。
 
調(diào)壓分接區域及(jí)對應其他繞組的部位：該(gāi)區域(yù)由于：(1)安(ān)匝不平衡使(shǐ)漏磁分布(bù)不(bú)均衡，其幅向(xiàng)額外(wài)産生的(de)漏(lòu)磁場在線圈中(zhōng)産生額外軸向(xiàng)外力，這些(xiē)力的方向總是使産(chǎn)生這些力的不(bú)對稱性(xìng)增大。軸(zhóu)向外力(lì)和(hé)正常(cháng)幅向漏磁(cí)所産生(shēng)的軸向(xiàng)内力(lì)一樣(yàng)，使線(xiàn)餅向(xiàng)豎直方向(xiàng)彎曲(qǔ)，并壓(yā)縮線(xiàn)餅件的墊(niàn)塊，除此之(zhī)外，這(zhè)些力(lì)還部(bù)分地或全部(bù)地傳到(dào)鐵(tiě)轭上，力(lì)求使其離(lí)開心(xīn)柱，出(chū)現線(xiàn)餅向(xiàng)繞組中部變形(xíng)或翻轉(zhuǎn)現象。(2)該(gāi)部位的線(xiàn)餅爲力求安匝平衡(héng)或分接區(qū)間的(de)應有(yǒu)絕緣距離(lí)，往往要(yào)增(zēng)加較(jiào)多的墊塊，較厚(hòu)的墊塊緻(zhì)使力(lì)的傳遞延時，因(yīn)而對線餅撞擊(jī)也較大；(3)繞組套(tào)裝後不能确保(bǎo)中心電抗(kàng)高度(dù)對齊(qí)，緻使安匝(zā)進一(yī)步加劇不(bú)平衡；(4)運(yùn)行一段時間後，較厚的(de)墊塊自(zì)然收縮(suō)量較(jiào)大(dà)，一方面(miàn)加劇(jù)安匝(zā)不平(píng)衡現(xiàn)象，另一方(fāng)面受短路(lù)力時跳動加劇；(5)在設(shè)計時(shí)間(jiān)爲(wèi)力求安(ān)匝平衡，分接(jiē)區的電(diàn)磁線選(xuǎn)用了較窄或較(jiào)小截面(miàn)的(de)線規(guī)，抗短力能力低(dī)。
 
換位部位(wèi)：這部(bù)位的(de)變形(xíng)常見于換(huàn)位導(dǎo)線的換位和單(dān)螺旋(xuán)的标(biāo)準換(huàn)位處。換位(wèi)導線(xiàn)的換位(wèi)，由(yóu)于其換位(wèi)的爬(pá)坡較(jiào)普通(tōng)導線(xiàn)的換(huàn)位爲(wèi)陡，使(shǐ)線匝半徑不同(tóng)的換(huàn)位處産生(shēng)相反的切向(xiàng)力，這對大小相(xiàng)等方向(xiàng)相反的切(qiē)向力(lì)，緻使内繞組的(de)換位向(xiàng)直(zhí)徑變(biàn)小，方向(xiàng)變(biàn)形，外(wài)繞組的(de)換(huàn)位力求線(xiàn)匝半徑相(xiàng)同，使(shǐ)換位(wèi)拉直(zhí)，内換(huàn)位(wèi)向(xiàng)中心(xīn)變形(xíng)，外換(huàn)位向外變形，而且換(huàn)位導(dǎo)線厚度越(yuè)厚，爬坡(pō)越(yuè)陡，變(biàn)形越嚴重(zhòng)。另外(wài)，換位處(chù)還存在(zài)軸向短(duǎn)路電流分量(liàng)，所産生的(de)附加力，緻使線(xiàn)餅變形加劇。單(dān)螺旋的标準換(huàn)位，在空間上要(yào)占一(yī)匝的位置，造成該部位安(ān)匝不(bú)平(píng)衡(héng)，同時又具(jù)有(yǒu)換(huàn)位導(dǎo)線換位(wèi)變形特(tè)征，因此該部位(wèi)的線餅更(gèng)容易(yì)變形(xíng)。
 
繞組(zǔ)的引出線(xiàn)：常見于斜口螺旋結(jié)構的(de)繞組(zǔ)，該結(jié)構的(de)繞組，由于(yú)二個螺旋(xuán)口安(ān)匝不平衡(héng)，軸向(xiàng)力大，同時又有(yǒu)軸向電流存在(zài)，使(shǐ)引(yǐn)出線拐角部位産生一個(gè)橫向力而(ér)發生(shēng)扭曲變(biàn)形現象(xiàng)。另外螺旋繞組在繞(rào)制過程中(zhōng)，有剩餘應力存在，會使繞(rào)組力(lì)求恢(huī)複(fú)原狀現象，故螺旋結構(gòu)的繞(rào)組，受短路電流沖擊下更(gèng)容易扭曲(qǔ)變形(xíng)。
 
引(yǐn)線間：常(cháng)見于低(dī)壓(yā)引線(xiàn)間，低(dī)壓引(yǐn)線由(yóu)于電壓低(dī)流過(guò)電流大，相位120度(dù)，使引線(xiàn)相(xiàng)互吸(xī)引，如(rú)果引線固(gù)定(dìng)不當的(de)話，會(huì)發生(shēng)相間(jiān)短(duǎn)路(lù)。