變壓器是供電網(wǎng)絡(luò)中的核心設(shè)備,對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)以及安全等都起到了巨大的作用,這也是由于其本身所具有的穩(wěn)定以及可靠的運(yùn)行特性決定的。變壓器的短路問(wèn)題會(huì)有哪些危害,以及在工作中我們?cè)撊绾?/span>預(yù)防這種短路現(xiàn)象的發(fā)生呢?今天我們就從技術(shù)和管理兩方面來(lái)分析。
1、危害
繞組變形是變壓器發(fā)生短路故障時(shí)*常見(jiàn)的危害,由于變壓器的短路發(fā)生在出口處,因此會(huì)受到機(jī)械力以及電動(dòng)力的作用,因此繞組會(huì)在形狀以及尺寸上發(fā)生變化,這種變化往往是不可逆的,在尺寸上這種變形往往表現(xiàn)出軸向以及徑向上的變化,也會(huì)使得器身出現(xiàn)位移,繞組的扭曲以及鼓包和匝間短路都是常見(jiàn)的表現(xiàn),這都給整個(gè)電力輸送系統(tǒng)在運(yùn)行上的安全性能造成了不良的影響。而且,變壓器在繞組變形之后,有些是立即就出現(xiàn)了損壞而運(yùn)行中斷,有些則是可以繼續(xù)運(yùn)行,這種運(yùn)行時(shí)間是和損壞的程度以及部位有關(guān),變形較輕的可以運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間。但是這種運(yùn)行是帶有故障和隱患的。當(dāng)變壓器帶有故障運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)以下現(xiàn)象:
(1)繞組的承受能力下降。這是由于短路變形后的繞組在機(jī)械性能上無(wú)法再受到?jīng)_擊的緣故,當(dāng)再次被短路電流進(jìn)行沖擊時(shí),由于電動(dòng)力超出繞組的承受范圍而很容易使得繞組損壞。
(2)局部放電。由于絕緣固體的損傷以及絕緣距離的改變,會(huì)導(dǎo)致局部發(fā)生放電現(xiàn)象。當(dāng)電壓作用在繞組上時(shí)由于絕緣性能的損壞就有可能導(dǎo)致短路,并導(dǎo)致變壓器被擊穿?;蛘呤怯捎诰植糠烹姷臅r(shí)間過(guò)長(zhǎng)使得絕緣的損傷范圍不斷的擴(kuò)大,*終會(huì)造成變壓器的擊穿事故。
(3)累積惡性循環(huán)。這種現(xiàn)象是一種累加造成的現(xiàn)象,在運(yùn)行中,大量的事實(shí)證明,當(dāng)變壓器的繞組一旦由于故障而產(chǎn)生變形后,這種惡性循環(huán)便會(huì)開(kāi)始。例如:某臺(tái)變壓器已經(jīng)使用五年,在這五年中受到過(guò)多次的出口短路而造成的沖擊,后來(lái)進(jìn)行檢查的時(shí)候發(fā)現(xiàn)在變壓器的內(nèi)部繞組發(fā)生了很?chē)?yán)重的變形,及時(shí)的檢查使得繞組變形的故障被發(fā)現(xiàn),如若不然,這臺(tái)變壓器不知何時(shí)就會(huì)因?yàn)閾舸┑瘸霈F(xiàn)事故。
2、防止短路的措施
(1)絕緣熱縮套的使用。對(duì)變壓器在中低壓側(cè)使用絕緣熱縮套可以有效的對(duì)小動(dòng)物造成的短路現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)防。中低電壓是以35kV為分界,在其以下的被稱(chēng)為中低電壓。若是出線使用的是硬母線,那么在出口處的接線樁一直到開(kāi)關(guān)柜處包括了開(kāi)關(guān)室內(nèi)部底部的布線都可以加裝這種絕緣熱縮套。若是軟母線,則對(duì)變壓器在出口接線頭到穿墻套管處使用熱縮套就可以。
(2)而中低壓側(cè)是35以及10kV的變壓器,則因?yàn)槠渲行渣c(diǎn)的特性,加之系統(tǒng)為小電流的接地系統(tǒng),因此需要預(yù)防諧振過(guò)電壓的產(chǎn)生,這種過(guò)電壓是由于單相接地造成的,會(huì)造成絕緣擊穿,使得出口處出現(xiàn)短路,而對(duì)于這種單相接地造成的過(guò)電壓的有效預(yù)防手段:通過(guò)使用消諧器對(duì)電壓的互感器中的二次開(kāi)口三角進(jìn)行消諧。通過(guò)消諧器消諧能力強(qiáng)、功能齊全、抗干擾性能好、可靠性高、運(yùn)行時(shí)不改變一、二次接線的特性,無(wú)需對(duì)裝置整定,使用方便。電壓互感器的一次中性點(diǎn)對(duì)地加裝小電阻或者非線性消諧電阻。
(3)將變壓器中低壓側(cè)的開(kāi)關(guān)更換為開(kāi)斷容量更大的開(kāi)關(guān),防止因開(kāi)斷容量不足引起開(kāi)關(guān)爆炸造成的變壓器出口短路。
(4)對(duì)變壓器、母線及線路避雷器要全部更換為性能良好的氧化鋅避雷器,提高設(shè)備的過(guò)電壓水平。
3、防止變壓器出口短路的管理措施
(1)加強(qiáng)變壓器保護(hù)的年檢以及繼電保護(hù)的定值、保護(hù)壓板的管理工作,確保其動(dòng)作的正確性,杜絕故障時(shí)因保護(hù)拒動(dòng)對(duì)變壓器造成的損害。
(2)科學(xué)合理的計(jì)算保護(hù)定值,消除保護(hù)“死區(qū)”,快速切除流過(guò)變壓器的故障電流。對(duì)于終端變電所,電源測(cè)線路保護(hù)定值可延伸到終端變的變壓器內(nèi)部,以增加保護(hù)動(dòng)作的可靠性。
(3)對(duì)抗外部短路強(qiáng)度較差的變壓器或者受過(guò)出口短路沖擊發(fā)生變形的變壓器,對(duì)于系統(tǒng)短路跳閘后的自動(dòng)重合或強(qiáng)行投運(yùn),應(yīng)看到其不利的因素。
(4)加強(qiáng)對(duì)線路的巡視,發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)高的樹(shù)木等及時(shí)砍伐,防止線路接地造成的變壓器出口短路或者引起的過(guò)電壓。
(5)加強(qiáng)電纜構(gòu)封堵,嚴(yán)防小動(dòng)物進(jìn)入開(kāi)關(guān)室,避免小動(dòng)物引起的單相接地造成變壓器的出口短路,也避免其引起的過(guò)電壓對(duì)變壓器的損害。
(6)對(duì)于全封閉的開(kāi)關(guān)室,加裝排氣扇通風(fēng),或者安裝抽濕機(jī),始終保持開(kāi)關(guān)室的干燥,防止設(shè)備凝露及污閃事故造成的變壓器出口短路。
(7)加強(qiáng)對(duì)變壓器出口處避雷器的預(yù)試和運(yùn)行維護(hù),確保其對(duì)因雷擊等產(chǎn)生的過(guò)電壓的吸收,防止避雷器損壞造成的變壓器出口短路。
(8)加強(qiáng)變電設(shè)備的運(yùn)行管理,及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷,保證變壓器的正常運(yùn)行。
(9)要對(duì)設(shè)備的絕緣性能進(jìn)行監(jiān)督,保證其絕緣性能的良好性,禁止設(shè)備在周期外進(jìn)行運(yùn)行,并且需要定期的清理室內(nèi)的瓷瓶以及母線,并對(duì)設(shè)備的耐壓性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(10)每年需要安排紅外線對(duì)設(shè)備進(jìn)行兩次以上的測(cè)試,避雷器也需要進(jìn)行定期的監(jiān)測(cè),絕緣在線的監(jiān)測(cè)以及高壓開(kāi)關(guān)的在線監(jiān)測(cè)都可以進(jìn)行,這樣能夠準(zhǔn)確及時(shí)的對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行掌握。
(11)需要對(duì)變壓器中的新設(shè)備或者是沒(méi)有進(jìn)行過(guò)變形測(cè)試的都要進(jìn)行變形實(shí)驗(yàn),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保留。這樣的目的是為了在出現(xiàn)了短路沖擊之后,這些數(shù)據(jù)都可以作為衡量變壓器的變形程度的基礎(chǔ),以確定設(shè)備還能否運(yùn)行。對(duì)于繞組變形不大的組件,還能夠直接運(yùn)行,這樣不但縮短了維修的周期同時(shí)還節(jié)省了大量的資源。
(12)加強(qiáng)電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)的科學(xué)管理,合理安排運(yùn)行方式,限制短路電流,減小出口短路對(duì)變壓器造成的損害。
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