出口短路對電力變壓器的影響

更新時間：2017-06-21

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電力變壓器的短路故障主要是指變壓器的出口短路、變壓器內(nèi)部引線或繞組間對地短路，以及變壓器相與相之間發(fā)生的短路而導(dǎo)致的故障。根據(jù)統(tǒng)計，出口短路故障對電力變壓器正常運行產(chǎn)生的影響頻繁，也為嚴(yán)重，甚至有的地區(qū)有一半以上的變壓器事故是由短路故障電流沖擊直接引起的，并且這種情況在多地區(qū)有增長的趨勢。變壓器出口短路故障將會給人們帶來十分嚴(yán)重的損失，尤其是變壓器低壓出口短路所引起的故障或者事故，通常需要對繞組進(jìn)行部分或者全部更換。
短路電流引起絕緣過熱故障，主要是因為電力變壓器在突然發(fā)生短路時，可能會導(dǎo)致額定值數(shù)十倍的短路電流同時集中通過高、低壓繞組，使其瞬間產(chǎn)生大的熱量，導(dǎo)致電力變壓器嚴(yán)重發(fā)熱。一旦過載的短路電流超過電力變壓器的承受能力，使其熱穩(wěn)定性變差，嚴(yán)重?fù)p傷變壓器的絕緣材料，從而引起次年工程變壓器擊穿或者損毀的事故。電力變壓器的出口短路主要有三相短路、兩相短路、兩相接地短路以及單相接地短路等幾種主要的形式，其中，單相接地短路的故障率高，占全部短路故障的一半以上，兩相短路故障次之，另外兩種短路故障發(fā)生的幾率較小，但是三相短路所產(chǎn)生的瞬間短路電流值高，因此在進(jìn)行電力變壓器設(shè)計時要充分考慮三相短路電流這一因素。
短路電動力引起繞組變形故障，主要是由于電力變壓器在受到短路沖擊時產(chǎn)生了過大的短路電流，這種情況甚至?xí)斐勺儔浩鞯睦^電保護(hù)延時動作拒動，使繞組產(chǎn)生較為嚴(yán)重的變形或者損壞。如果短路電流比較小，那么繼電保護(hù)能夠正確進(jìn)行保護(hù)動作，因此而產(chǎn)生的繞組變形也非常輕微，對這類輕微的變形要及時進(jìn)行檢修。如果忽視輕微的繞組變形，不及時對墊塊的位置進(jìn)行恢復(fù)，對繞組的壓釘及鐵軛拉板、拉桿進(jìn)行緊固，加強引線的夾緊力，則在經(jīng)受多次短路沖擊之后，電力變壓器將會因繞組變形的積累而損壞。繞組突然短路時，載流導(dǎo)線在漏磁作用下受到強烈的電動力作用，我們將這種電動力分解為縱軸和橫軸兩個分量進(jìn)行研究?？v軸磁場使繞組產(chǎn)生輻向力，而橫軸磁場使繞組受到軸向力，因此電力變壓器的繞組發(fā)生出口短路時，需要承受很大的軸向和輻向電動力。軸向電動力會向中間壓縮繞組，它是一種機(jī)械應(yīng)力，大大影響繞組匝間的絕緣特性，損傷繞組的匝間的絕緣性，并且軸向力使整個繞組受到張力，在導(dǎo)線中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。繞組的軸向力主要有兩部分：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)體相互作用而產(chǎn)生的，以壓力的形式作用于內(nèi)、外繞組；另一部分則是由于繞組內(nèi)外安匝不平衡所產(chǎn)生的輻向漏磁與載流導(dǎo)體相互作用生成的，這種力主要使內(nèi)繞組受擠壓，外繞組受到拉力，并且安匝不平衡越大，所產(chǎn)生的軸向力也越大。輻向電動力則主要向外擴(kuò)張整個繞組，使其失去穩(wěn)定性，造成相間絕緣損壞。如果這種電動力過大，則將會導(dǎo)致繞組扭曲變形或者導(dǎo)線斷裂等更為嚴(yán)重的后果。

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