提高电力系统中变压器抗短路能力的途径

一、电力系统中变压器的故障分析

     变压器是一种利用电磁感应的原理改变电流的装置，在电力系统中变压器的使用非常广泛，经过实验和调查研究证实了变压器由于短路造成的故障一直严重影响着电力输送的安全性和稳定性，因此为了降低电力系统的故障概率，就需要对变压器的短路能力进行重点分析研究。以下就对导致变压器发生短路事故的原因进行具体分析：

    （一）变压器结构设计存在缺陷

     变压器由于结构设计上存在缺陷在很大程度上直接决定了其抗短路能力弱的缘故。现阶段我国变压器，生产商使用静态理论进行变压器的机械力计算，由静态理论可知铜导线变压器只要计算导线应力小于1600kg/cm2，但是在实际使用过程当中，变压器内部的动力学是一个复杂而多变的过程，常用的理论值不能很直观的反映出变压器的实际运行状况，所以很难满足抗短路能力的需求。从目前比较常见的变压器型号来分析，低损耗变压器仍然是主流产品。但是如何实现变压器的低损耗，各个生产商却没有形成一个共识。另外，在大容量变压器的低压引线设计环节中，如果引线支点考虑不充分导致低压引线形成悬臂梁，此时一旦遇到短路电流的冲击，就会引发相间短路故障。

   （二）材料质量不过关

     变压器的绝缘压板、层压木板加工质量以及机械强度不符合标准要求，也会造成短路故障频发的现象。有的变压器生产厂商为了最大限度的降低绕组涡流的损耗、加工难度以及减小生产运营成本，往往在设计过程当中，使用厚度较薄的导线或者普通廉价的换位导线而并非机械性能较强的半硬导线，这些普通的廉价材料虽然能够帮助企业降低生产运营成本，但是受到材料本身性能的限制，无法满足变压器绕组的抗短路能力。此外由于目前国内生产厂商水平参差不齐，生产工艺与国外一些先进技术存在较大差距，以至于绝缘板的密度不够，导致自然收缩现象也容易引发变压器短路故障。

  （三）结构方面存在严重问题

     变压器在结构方面存在严重问题也会引发短路故障，由于变压器从制造出厂到投入使用要经过一系列的运输、吊装以及拆卸，因此不可避免地会受到一些撞击。此时变压器如果内部构造不牢固，就会因撞击造成绕组位移以及绝缘损伤等结构问题，这些都会给日后的投入运行埋下巨大的安全隐患。

 （四）变压器在220kv环境中运行的问题

    对于220kv大容量变压器来说，内圈带的连接状况也是短路故障发生的一个重要决定因素。虽然内圈带的分接能够为大容量变压器的运行提供很多便利，但是如果分接设计不够合理，导致分接的引线局部电场紊乱，造成变压器局部放电。

  （五）工艺及装备方面存在问题

     变压器的制造工艺以及装备方面如果不能有效确保线圈绕紧、压紧以及套紧时，也会造成抗短路能力下降从而引发故障。而且变压器的绝缘垫块没有进行密封处理或者是处理工作不到位，就有可能在发生短路时产生的电动力使导线绝缘损伤而被击穿。

      变压器的线圈在进行绕制时，导线的张紧力不够或者受到工艺以及装备方面的限制，线圈绕制较松时会形成悬空现象，降低了变压器的抗短路能力，线圈出头处绑扎不够紧密稳固也容易引发变压器的短路故障。如果绕制线圈的间隙过大，导致线圈的内支撑不够造成绕组线圈变形或者塌陷，给日后的运行使用带来了巨大的安全隐患。另外变压器铁心夹紧力不够，在铁心经过叠装后没有进行有效的测量以及对压力的适当调整，还会造成铁心夹紧不严密，运输碰撞中容易发生位移，造成变压器内部受力不均匀造成严重后果。

二、提升变压器抗短路能力的途径

    由于变压器在电力系统中的重要作用，所以有必要对其质量和性能进行深入研究。本文通过对造成变压器短路故障的常见原因进行探究，提出了一些针对性的技术方法，来提升变压器的抗短路能力，以下进行具体分析：

  （一）改良变压器的机械力计算与产品结构设计

     变压器的物理结构决定着它的使用性能，因此需要通过对变压器机械力的计算以及产品结构的设计进行优化改良，使其内部线的机械力分配更加符合实际要求，提升其抗短路能力。在对变压器进行结构设计时，可以利用安装在压板和夹件之间的压力传感校正器对变压器内部的绕组结构件受到的冲击力进行测量，为变压器的结构设计提供可靠保证。

  （二）变压器的短路试验

     通过对变压器进行短路试验，分析有关的数据参数，为完善变压器的产品结构以及提升抗短路能力奠定坚实的基础。在此过程中值得注意的是，进行短路试验不仅仅是为了让生产商的产品获得合格保证，更重要的是将安全可靠的技术运用到实际生产当中，避免一些厂商仅仅为测试和加固变压器，实际生产中没有进行技术推广。

     总之，目前随着科学技术的不断进步，电力系统运行质量的不断提高以及超高压输变电方式的大面积运行，使得变压器的抗短路能力以及由短路造成的巨大损失成为了变压器造厂商以及运行单位所面临和亟待解决的一项重要问题。为了能够有效地提升电力系统变压器抗短路能力，除了需要生产厂商在机械力计算与产品结构设计方面进行全面改良以外，还应该注意工艺操作方面存在的质量隐患，这些都需要引起变压器制造厂商以及运行单位的高度重视，从而能够全面提升电力系统运行的安全性和稳定性。

     综上所述，随着电网改造的深入进行，为了发展所需提高电力系统中变压器的抗短路能力是十分必要的。通过提高电力系统中变压器的抗短路能力不仅可以有效地提高矿区电网运行的安全性，而且还能缩短处理故障所需要的时间，最大化的减少损失，而且还能制止事故发生确保电力系统能够安全稳定的运行。

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