如何提高电力变压器的抗短路能力

如何提高电力变压器的抗短路能力

黄立坤

(保定天威保变电气股份有限公司河北保定071056)

摘要：电力变压器主要是采用电力电子技术实现的，其基本原理为在原方将工频信号通过电力电子电路转化为高频信号，即升频，然后通过中间高频隔离变压器耦合到副方，再还原成工频信号，即降频。通过采用适当的控制方案来控制电力电子装置的工作，从而将一种频率、电压、波形的电能变换为另一种频率、电压、波形的电能。由于中间隔离变压器的体积取决于铁芯材质的饱和磁通密度以及铁芯和绕组的最大允许温升，而饱和磁通密度与工作频率成反比，这样提高其工作频率就可提高铁芯的利用率，从而减小变压器的体积并提高其整体效率。

关键词：抗短路能力；变压器；措施

前沿

变压器在运行过程中能最大程度的发挥其作用，并保证电网的安全稳定，最重要的是其运行环境是否适宜，制造质量是否合格以及日常检修是否到位。文章主要针对设备在日常维护过程中，如何预防突发故障提出了几点建议。由于受到雷击以及继电保护拒动、误动等影响，电路会发生短路故障，而短路产生的电流冲击对于电路会造成严重的损害，致使变压器受损，因此必须从各方面加强变压器对于短路电流冲击的抗性。

1注重设计

在变压器中，线圈是极为重要的结构，因而厂家在进行设计的过程中除了重视线圈的绝缘性外，还会考虑设备的损耗问题，另外抗短路能力以及机械强度也是制造过程中需要重点考虑的问题。在变压器的制造中，应当将线圈的制造放在重点位置，注重轴向压紧工艺。很多变压器的结构中都有绝缘压板，并且压板为高压和低压线圈共用，这种结构就对制造水平提出了较高的要求，垫块应当经过密化处理后才能被应用在变压器中，并且加工过程中，对于加工好的线圈还要进行单个的恒压干燥处理，同时将压缩后的线圈高度测量出来并记录；经过处理后的线圈需要将高度进行调整，保持一致，并使用油压装置在总装过程中在线圈上施加规定压力，保证线圈的工艺以及设计都能够符合高度的标准要求。除了高压线圈压紧问题外，在装备设备的过程中还需要对低压线圈的压紧进行把握。通过撑条数目的方式或者通过使用一些纸筒作为骨架，增加铁心同内线圈之间的支撑，提高线圈径向稳定性。

2短路试验的必要性

大型变压器在运行过程中是否可靠安全，主要受到其制造工艺以及设计结构的影响。因此，在运行过程中对变压器的各类试验也是十分必要的，通过实验可以准确的掌握设备状况，及时的了解设备的稳定性。通过对设备进行短路试验，对其存在的薄弱环节予以改进，从而对设备的结构强度予以准确掌握。通过短路试验，针对性的找出变压器设备中的薄弱点，并针对薄弱部位产生的原因进行分析，制定出相关方案对变压器进行改进，从而有效提高变压器的抗短路能力，从根本上对其性能进行改变。

3保证电路保护系统的安全可靠性

电网在运行过程中，最怕的便是短路事故，因此人们会极力排除隐患，避免该类事故的发生。尤其是针对10kV线路，需要避免由于外力破坏、操作失误和小动物等引发的短路事故，另外，用户使用不当也是造成电路发生短路的原因，因而用户也是造成变压器受到短路电流冲击的因素之一。因此，对于已经正在使用的变压器，针对使用电源应当提供可靠的保护系统，同时也要保证该保护系统能够发挥保护作用。目前所使用的变压器对外部短路的抗性都较差，而系统在短路挑战后会出现自动合闸以及强行投运的现象，因此必须针对该类不利因素进行分析，否则，会严重损毁变压器，甚至会令设备无法修复。依照故障自动消除率，一些运行部门针对电缆线路或者架空线等重合闸予以取消使用，或者对合闸间隔适当的予以延长，以此将重合闸对于电路的危害降至最低，同时还需要针对变压器的跳闸功能予以检查。此外，对于已经有些损毁的变压设备应当对电力倍数以及相关参数进行记录。

4提高电力变压器抗短路能力的措施

变压器的安全、经济、可靠运行与出力，取决于本身的制造质量和运行环境以及检修质量。本章试图回答在变压器运行维护过程中，有效预防变压器突发性故障的措施。电网经常由于雷击、继电保护误动或拒动等造成短路，短路电流的强大冲击可能使变压器受损，所以应从各方面努力提高变压器的耐受短路能力。变压器短路冲击事故的统计结果表明，制造原因引起的占80%左右，而运行、维护原因引起的仅占10%左右。本文着重就运行维护过程中应采取的措施加以说明。运行维护过程中，一方面应尽量减少短路故障，从而减少变压器所受冲击的次数；另一方面应及时测试变压器绕组的形变，防患于未然。

4.1重视线圈制造的轴向压紧工艺

制造厂家在设计时，除要考虑变压器降低损耗，提高绝缘水平外，还要考虑到提高变压器的机械强度和抗短路故障能力。在制造工艺方面，由于很多变压器都采用了绝缘压板，且高低压线圈共用一个压板，这种结构要求要有很高的制造工艺水平，应对垫块进行密化处理，在线圈加工好后还要对单个线圈进行恒压干燥，并测量出线圈压缩后的高度；同一压板的各个线圈经过上述工艺处理后，再调整到同一高度，并在总装时用油压装置对线圈施加规定的压力，最终达到设计和工艺要求的高度。在总装配中，除了要注意高压线圈的压紧情况外，还要特别注意低压线圈压紧情况的控制。由于径向力的作用，往往使内线圈向铁心方向挤压，故应加强内线圈与铁心柱间的支撑，可通过增加撑条数目并采取厚一些的纸筒作线圈骨架等措施来提高线圈的径向动稳定性能。

4.2对变压器进行短路试验，以防患于未然

大型变压器的运行可靠性，首先取决于其结构和制造工艺水平，其次是在运行过程中对设备进行各种试验，及时掌握设备的工况。要了解变压器的机械稳定性，可通过承受短路试验，针对其薄弱环节加以改进，以确保对变压器结构强度设计时做到心中有数。

5积极开展变压器绕组的变形测试诊断

由于变压器绕组变形测试仪价格昂贵，且对人员的素质要求高，在生产运行中不易普遍开展。因此，在实际工作中，依据变压器绕组电容变化量来判断绕组是否变形的方法，可以作为频率响应法的有益补充。尤其在频率响应法不具备条件的情况下，可以通过横向、纵向对比积累的实测电容量，及时掌握变压器绕组的工作状态，以便降低事故发生的概率，确保电网安全稳定的运行。

6加强现场施工和运行维护中的检查，使用可靠的短路保护系统

现场进行变压器的安装时，必须严格按照厂家说明和规范要求进行施工，严把质量关，对发现的隐患必须采取相应措施加以消除。运行维护人员应加强变压器的检查和维护保修管理工作，以保证变压器处于良好的运行状况，并采取相应措施，降低出口和近区短路故障的几率。为尽量避免系统的短路故障，对于己投运的变压器，首先配备可靠的供保护系统使用的直流系统，以保证保护动作的正确性；其次，应尽量对因短路跳闸的变压器进行试验检查，可用频率响应法测试技术测量变压器受到短路跳闸冲击后的状况，根据测试结果有目的地进行吊罩检查，这样就可有效地避免重大事故的发生。

结语

如何提高变压器的性能一直是电力部门工作人员研究的重点，变压器作为整个电网系统中最重要的中转站，起到了稳定电路，保证电网安全的作用。抗短路电流性能是变压器的基本性能，但是目前仍旧存在诸多的问题需要进一步改善，电力部门工作人员任重道远。

参考文献

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[2]刘传彝.电路变压器设计计算方法与实践[M].沈阳：辽宁科学技术出版社.2002.

[3]刘健，毕鹏翔，董海鹏.复杂配电网简化分析与优化[M].北京：中国电力出版社.2002.