電氣工程師答疑：淺談變壓器中的故障問(wèn)題處理2

　　二、短路電動(dòng)力引起繞組變形故障論文

　　變壓器受短路沖擊時(shí)，如果短路電流小，繼電保護(hù)正確動(dòng)作，繞組變形將是輕微的;如果短路電流大。繼電保護(hù)延時(shí)動(dòng)作甚至拒動(dòng)，變壓器繞組變形將會(huì)很嚴(yán)重。甚至造成繞組損壞。對(duì)于輕微的變形，如果不及時(shí)檢修，恢復(fù)墊塊位置，緊固繞組的壓釘及鐵軛的拉板、拉桿，加強(qiáng)引線的夾緊力，在多次短路沖擊后，由于累積效應(yīng)也會(huì)使變壓器損壞。因此診斷繞組變形程度、制訂合理的變壓器檢修周期是提高變壓器抗短路能力的一項(xiàng)重要措施。

　　由于繞組中漏磁的存在，載流導(dǎo)線在漏磁作用下受到電動(dòng)力的作用，特別是在繞組突然短路時(shí)，電動(dòng)力最嚴(yán)重。漏磁通?？煞纸鉃榭v軸分量和橫軸分量?？v軸磁場(chǎng)使繞組產(chǎn)生輻向力，而橫軸磁場(chǎng)使繞組受軸向力。軸向力使整個(gè)繞組受到張力P1，在導(dǎo)線中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。而內(nèi)繞組受到壓縮力P2，導(dǎo)線受到擠壓應(yīng)力。

　　軸向力的產(chǎn)生分為兩部分，一部分是由于繞組端部漏磁彎曲部分的輻向分量與載流導(dǎo)體作用而產(chǎn)生。它使內(nèi)外繞組都受壓力：由于繞組端部磁場(chǎng)最大，因而壓力也最大，但中部幾乎為零，繞組的另一端力的方向改變。軸向力的另一部分是由于內(nèi)外安匝不平衡所產(chǎn)生的輻向漏磁與載流導(dǎo)體作用而產(chǎn)生，該力使內(nèi)繞組受壓，外繞組受拉;安匝不平衡越大，該軸向力也越大。

　　因此，變壓器繞組在出口短路時(shí)，將承受很大的軸向和輻向電動(dòng)力。軸向電動(dòng)力使繞組向中間壓縮，這種由電動(dòng)力產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，可能影響繞組匝間絕緣，對(duì)繞組的匝間絕緣造成損傷;而輻向電動(dòng)力使繞組向外擴(kuò)張，可能失去穩(wěn)定性，造成相間絕緣損壞。電動(dòng)力過(guò)大，嚴(yán)重時(shí)可能造成繞組扭曲變形或?qū)Ь€斷裂。

　　對(duì)于由變壓器出口短路電動(dòng)力造成的影響，判斷主變壓器繞組是否變形，過(guò)去只采取吊罩檢查的方法，目前采用繞組變形測(cè)試儀進(jìn)行分析判斷，通過(guò)對(duì)主變壓器的高、中、低壓三相的九個(gè)繞組分別施加10kHz至lkHz高頻脈沖，由計(jì)算機(jī)記錄脈沖波形曲線并儲(chǔ)存。通過(guò)打印，將波形繪制出圖，顯示正常波形與故障后波形變化的對(duì)比和分析，試驗(yàn)人員根據(jù)該儀器特有的頻率和波形，能比較科學(xué)

　　地準(zhǔn)確判斷主變壓器繞組變形情況。

　　三、繞組變形的特點(diǎn)論文

　　通過(guò)檢查發(fā)生故障或事故的變壓器進(jìn)行事后分析，發(fā)現(xiàn)電力變壓器繞組變形是誘發(fā)多種故障和事故的直接原因。一旦變壓器繞組已嚴(yán)重變形而未被診斷出來(lái)仍繼續(xù)運(yùn)行，則極有可能導(dǎo)致事故的發(fā)生，輕者造成停電，重者將可能燒毀變壓器。致使繞組變形的原因，主要是繞組機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足、繞制工藝粗糙、承受正常容許的短路電流沖擊能力和外部機(jī)械沖擊能力差。因此變壓器繞組變形主要是受到內(nèi)部電動(dòng)力和外部機(jī)械力的影響，而電動(dòng)力的影響最為突出，如變壓器出口短路形成的短路沖擊電流及產(chǎn)生的電動(dòng)力將使繞組扭曲、變形甚至崩潰。

　　1.受電動(dòng)力影響的變形。

　　1.1高壓繞組處于外層，受軸向拉伸應(yīng)力和輻向擴(kuò)張應(yīng)力，使繞組端部壓釘松動(dòng)、墊塊飛出，嚴(yán)重時(shí)，鐵軛夾件拉板、緊固鋼帶都會(huì)彎曲變形，繞組松弛后使其高度增加。

　　1.2中、低壓繞組的位置處于內(nèi)柱或中間時(shí)，常受到軸向和輻向壓縮力的影響，使繞組端部緊固壓釘松動(dòng)，墊塊位移;匝間墊塊位移，撐條傾斜，線餅在輻向上呈多邊形扭曲。若變形較輕，如35kv線餅外圓無(wú)變形。而內(nèi)圓周有扭曲，在輻向上向內(nèi)突出，在繞組內(nèi)襯是軟紙筒時(shí)這種變形特別明顯。如果變壓器受短路沖擊時(shí)，繼電保護(hù)延時(shí)動(dòng)作超過(guò)2s，變形更加嚴(yán)重，線餅會(huì)有較大面積的內(nèi)凹、上翹現(xiàn)象。測(cè)量整個(gè)繞組時(shí)往往高度降低，如果變壓器繼續(xù)投運(yùn)變壓器箱體振動(dòng)將明顯增大。

　　1.3繞組分接區(qū)、糾接區(qū)線餅變形。這是由于分接區(qū)和糾接區(qū)(一般在繞組首端)安匝不平衡，產(chǎn)生橫向漏磁場(chǎng)使短路時(shí)線餅受到的電動(dòng)力比正常區(qū)要大得多，所以易產(chǎn)生變形和損壞。特別是分接區(qū)線餅，受到有載分接開關(guān)造成的分接段短路故障時(shí)，繞組會(huì)變形成波浪狀，而影響絕緣和油道的通暢。

　　1.4繞組引線位移扭曲。這是變壓器出口短路故障后常發(fā)生的情況，由于受電動(dòng)力的影響，破壞了繞組引線布置的絕緣距離。如引線離箱壁距離太近，會(huì)造成放電，引線間距離太近，因摩擦而使絕緣受損，會(huì)形成潛伏性故障，并可能發(fā)展成短路事故。

　　2.受機(jī)械力影響的變形。

　　變壓器繞組整體位移變形。這種變形主要是在運(yùn)輸途中，受到運(yùn)輸車輛的急剎車或運(yùn)輸船舶撞擊晃動(dòng)所致。據(jù)有關(guān)報(bào)道，變壓器器身受到大于3g(g為重力加速度)重力加速的沖擊，將可能使線圈整體在輻向上向一個(gè)方向明顯位移。

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