摘要：通過近年來上海干式變壓器短路損壞的具體實例，分析了電磁線對干式變壓器的損壞及目前存在的問題，并對電力干式變壓器的設(shè)計和電磁線的選擇提出了一些建議。關(guān)鍵詞：干式變壓器短路電阻電力繞組電磁線事故1前言近年來，干式變壓器事故時有發(fā)生，且有愈演愈烈之勢。從干式變壓器事故分析來看，短路電阻不足已成為電力干式變壓器事故的主要原因，對電網(wǎng)造成了極大的危害，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全運行。對上海電力公司近十年來因電力干式變壓器外部短路造成的損壞事故進行分類分析，進而提出電磁線選擇中存在的問題及減少此類事故的措施，以促進廠家產(chǎn)品的改進和完善，進一步提高運行單位的運行管理水平。2干式變壓器短路事故1993年1月至2002年12月，上海電網(wǎng)發(fā)生干式變壓器短路損壞事故17起，占總損壞事故的77.3%，是損壞的主要原因，總?cè)萘?750兆瓦。其中500千伏級2套，220千伏級13套，110千伏級2套。一套220千伏級和一套110千伏級因低壓線圈變形嚴(yán)重而必須更換。干式變壓器改造過程中發(fā)現(xiàn)4組220千伏級低壓繞組變形，2組500千伏繞組在運行過程中出現(xiàn)變形跡象。特別是1995年以來，干式變壓器損壞事故呈上升趨勢，事故范圍不斷擴大。事故的主要形式有：1)多次外部短路沖擊，線圈變形逐漸嚴(yán)重，較后絕緣擊穿損壞居多；2)外部短時間內(nèi)頻繁受到短路沖擊損壞；3)長期短路沖擊損壞；4)短路沖擊損壞。3干式變壓器短路損壞的主要形式根據(jù)近年來干式變壓器因出線短路而損壞的情況，干式變壓器在短路故障中的損壞主要有以下特點和原因。3.1軸向失穩(wěn)這種損壞主要是由徑向漏磁產(chǎn)生的軸向電磁力導(dǎo)致干式變壓器繞組軸向變形，這類事故占總損壞事故的52.9%。3.1.1絲餅上下彎曲變形這種損傷是由于軸向電磁力作用下彎矩過大導(dǎo)致兩個軸向墊塊之間的絲永久變形，通常兩個餅之間的變形是對稱的。3.1.2繞組或線餅坍塌。這種損壞是由于導(dǎo)線在軸向力的作用下相互擠壓或碰撞，導(dǎo)致傾斜變形。鋼絲稍有傾斜，軸向力會加大傾斜度，嚴(yán)重時會塌陷；導(dǎo)線高寬比越大，越容易引起塌陷。除了軸向分量，端部的漏磁場也有徑向分量。兩個方向的漏磁產(chǎn)生的組合電磁力導(dǎo)致內(nèi)繞組線向內(nèi)轉(zhuǎn)，外繞組向外轉(zhuǎn)。3.1.3當(dāng)繞組上升時，壓板會散開。這種損壞通常是由過大的軸向力、端部支撐件的強度和剛度不足或組裝缺陷引起的。3.2徑向失穩(wěn)這類損壞主要是由軸向漏磁產(chǎn)生的徑向電磁力導(dǎo)致干式變壓器繞組徑向變形，占損壞事故總數(shù)的41.2%。3.2.1外繞組伸長導(dǎo)致絕緣損壞。徑向電磁力試圖使外繞組的直徑變大。當(dāng)作用在導(dǎo)線上的拉應(yīng)力過高時，就會發(fā)生永久變形。這種變形通常會因?qū)Ь€絕緣損壞而導(dǎo)致匝間短路。嚴(yán)重時會導(dǎo)致線圈埋置、線圈無序、塌陷甚至斷裂。3.2.2除軸向部件外，泄漏 #p#分頁標(biāo)題#e#

但由于鐵芯的壓縮變形，撐條支撐方式不同，沿繞組圓周的應(yīng)力不均勻。實際上，局部失穩(wěn)往往發(fā)生，形成屈曲變形。3.3導(dǎo)線固定不穩(wěn)這種損壞主要是導(dǎo)線之間的電磁力引起的，導(dǎo)致導(dǎo)線振動和導(dǎo)線之間短路。這種事故很少見。4干式變壓器短路損壞的常見部位根據(jù)近年來干式變壓器因出線短路造成的損壞情況，干式變壓器在短路故障中繞組損壞部位主要有以下幾種。4.1軛下對應(yīng)部分變形的原因是：(1)短路電流產(chǎn)生的磁場被油和箱壁或鐵芯封閉。由于磁軛的磁阻比較小，所以大多是閉合在油路和磁軛之間，磁場比較集中，作用在線圈上的電磁力比較大；(2)內(nèi)繞組套間隙過大或鐵芯捆綁不夠緊，導(dǎo)致鐵芯片兩側(cè)收縮變形，導(dǎo)致鐵軛側(cè)繞組翹曲變形；(3)結(jié)構(gòu)上，繞組部分對應(yīng)的磁軛軸向壓縮較不可靠，該部分的線餅往往難以達(dá)到預(yù)緊力，所以該部分的線餅較容易變形。4.2調(diào)壓分接區(qū)及與其他繞組相對應(yīng)的部位在這個區(qū)域內(nèi)，由于：(1)安匝數(shù)不平衡，漏磁分布不平衡，線圈內(nèi)由于其幅度產(chǎn)生額外的漏磁場而產(chǎn)生額外的軸向外力，這些力的方向總是增加這些力的不對稱性。軸向外力與法向幅值漏磁產(chǎn)生的軸向內(nèi)力相同，使線餅在垂直方向彎曲，壓縮線餅的墊塊。另外，這些力部分或全部傳遞到鐵軛上，試圖使其離開芯柱，線餅變形或翻轉(zhuǎn)到繞組中間；(2)為了爭取安匝平衡或分接間隔中合適的絕緣距離，往往要加更多的墊塊，墊塊越厚，傳力越慢，對線圈餅的影響越大；(3)繞組套好后，中心電抗不能高度對齊，進一步加劇了安匝數(shù)的不平衡；(4)運行一段時間后，厚墊塊自然收縮較大，一方面加劇了安匝不平衡現(xiàn)象，另一方面也加劇了受到短路力時的跳動；(5)在設(shè)計時，為了爭取安匝平衡，分接區(qū)的電磁線選擇了截面較窄或較小的線規(guī)，短力電阻低。4.3換位部分這部分的變形常見于換位導(dǎo)線的換位和單螺旋的標(biāo)準(zhǔn)換位。換位導(dǎo)線的換位比普通導(dǎo)線更陡，使得不同轉(zhuǎn)彎半徑的換位產(chǎn)生相反的切向力。這一對大小相等方向相反的切向力，使內(nèi)繞組換位直徑變小，方向變形，而外繞組換位爭取相同的轉(zhuǎn)彎半徑，使換位平直，內(nèi)換位居中

心變形，外換位向外變形，而且換位導(dǎo)線厚度越厚，爬坡越陡，變形越嚴(yán)重。另外，換位處還存在軸向短路電流分量，所產(chǎn)生的附加力，致使線餅變形加劇。單螺旋的標(biāo)準(zhǔn)換位，在空間上要占一匝的位置，造成該部位安匝不平衡，同時又具有換位導(dǎo)線換位變形特征，因此該部位的線餅更容易變形。4.4繞組的引出線常見于斜口螺旋結(jié)構(gòu)的繞組，該結(jié)構(gòu)的繞組，由于二個螺旋口安匝不平衡，軸向力大，同時又有軸向電流存在，使引出線拐角部位產(chǎn)生一個橫向力而發(fā)生扭曲變形現(xiàn)象。另外螺旋繞組在繞制過程中，有剩余應(yīng)力存在，會使繞組力求恢復(fù)原狀現(xiàn)象，故螺旋結(jié)構(gòu)的繞組，受短路電流沖擊下更容易扭曲變形。4.5引線間常見于低壓引線間，低壓引線由于電壓低流過電流大，相位120度，使引線相互吸引，如果引線固定不當(dāng)?shù)脑挘瑫l(fā)生相間短路。干式變壓器運行中短路損壞的原因分析 來源：PPT資源網(wǎng)#p#分頁標(biāo)題#e#