变压器短路事故分析实用版
YF-ED-J1487
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变压器短路事故分析实用
版
In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.
（示范文稿）
二零XX年XX月XX日
变压器短路事故分析实用版
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变压器事故时有发生，而且有增长的趋
势。从变压器事故情况分析来看，抗短路能力
不够已成为电力变压器事故的首要原因，对电
网造成很大危害，严重影响电网安全运行。
变压器经常会发生以下事故：外部多次短
路冲击，线圈变形逐渐严重，最终绝缘击穿损
坏；外部短时内频繁受短路冲击而损坏；长时
间短路冲击而损坏；一次短路冲击就损坏。变
压器短路损坏的主要形式有以下几种：
1、轴向失稳。这种损坏主要是在辐向漏磁
产生的轴向电磁力作用下，导致变压器绕组轴
向变形。
2、线饼上下弯曲变形。这种损坏是由于两个轴向垫块间的导线在轴向电磁力作用下，因弯矩过大产生永久性变形，通常两饼间的变形是对称的。
3、绕组或线饼倒塌。这种损坏是由于导线在轴向力作用下，相互挤压或撞击，导致倾斜变形。如果导线原始稍有倾斜，则轴向力促使倾斜增加，严重时就倒塌；导线高宽比例大，就愈容易引起倒塌。端部漏磁场除轴向分量外，还存在辐向分量，二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使内绕组导线向内翻转，外绕组向外翻转。
4、绕组升起将压板撑开。这种损坏往往是因为轴向力过大或存在其端部支撑件强度、刚
度不够或装配有缺陷。
5、辐向失稳。这种损坏主要是在轴向漏磁产生的辐向电磁力作用下，导致变压器绕组辐向变形。
6、外绕组导线伸长导致绝缘破损。辐向电磁力企图使外绕组直径变大，当作用在导线的拉应力过大会产生永久性变形。这种变形通常伴随导线绝缘破损而造成匝间短路，严重时会引起线圈嵌进、乱圈而倒塌，甚至断裂。
7、绕组端部翻转变形。端部漏磁场除轴向分量外，还存在辐向分量，二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使绕组导线向内翻转，外绕组向外翻转。
8、内绕组导线弯曲或曲翘。辐向电磁力使内绕组直径变小，弯曲是由两个支撑(内撑条)
间导线弯矩过大而产生永久性变形的结果。如果铁心绑扎足够紧实及绕组辐向撑条有效支撑，并且辐向电动力沿圆周方向均布的话，这种变形是对称的，整个绕组为多边星形。然而，由于铁芯受压变形，撑条受支撑情况不相同，沿绕组圆周受力是不均匀的，实际上常常发生局部失稳形成曲翘变形。
变压器突发短路故障的缺陷分析
变压器突发短路故障的 缺陷分析 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
变压器突发短路故障的缺陷分析引言 近年来变压器突发短路冲击后损坏几率大增，已占全部损坏事故的40%以上。变压器经受突发短路事故后状况判断、能否投运，成为运行单位经常要决策的问题。以前变压器发生突发短路事故以后，需要组织各方面专家分析事故成因，然后确定试验方法，根据试验结果继续分析或者追加试验。这种分析、抢修机制已不适应当前电网停电时间限制、高可靠性以及事故严重性等情况。北京供电局修试处总结300余台110kV 及以上电压等级变压器多年运行维护经验形成了一套固定的短路突发事故试验分析方法，即油色谱分析、绝缘电阻试验、绕组直阻试验和绕组变形试验“四项分析”。实践证明，“四项分析”基本能够满足变压器突发事故的分析要求。 1 分析项目
1.1 变压器油中溶解气体色谱分析 用于判断变压器内是否发生过热或者放电性故障。该项目对变压器突发事故的故障判断十分敏感，但需要仪器精度高，仅适于在试验室进行，故比较费时。实践中，多数情况下对缺陷的初步定性要依靠它，综合分析也要结合色谱分析结果进行，而且该方法能判断出很多别的试验无法发现的缺陷，例如中兴庄变电站35kV原#1变压器突发事故后，无载分接开关处放电，但直阻试验反映不出来，只有色谱分析才能发现。 1.2 绝缘电阻试验 变压器各绕组、铁心、夹铁、外壳相互之间的绝缘电阻是否正常，是常用的简易检查项目。如老君堂变电站220kV原#1变压器事故掉闸后首先进行绝缘电阻试验，很快发现三侧绕组和铁心对地的绝缘电阻几乎为0，马上就判断为纵绝缘击穿且铁心烧损，与吊罩检查结果相符；又如下面述及的110kV林河变电站#2变压器，也是借助绝缘电阻试验确定了缺陷位置。 1.3 绕组直阻试验
变压器短路事故分析
变压器短路事故分析 变压器事故时有发生，而且有增长的趋势。从变压器事故情况分析来看，抗短路能力不够已成为电力变压器事故的首要原因，对电网造成很大危害，严重影响电网安全运行。 变压器经常会发生以下事故：外部多次短路冲击，线圈变形逐渐严重，最终绝缘击穿损坏；外部短时内频繁受短路冲击而损坏；长时间短路冲击而损坏；一次短路冲击就损坏。变压器短路损坏的主要形式有以下几种： 1、轴向失稳。这种损坏主要是在辐向漏磁产生的轴向电磁力作用下，导致变压器绕组轴向变形。 2、线饼上下弯曲变形。这种损坏是由于两个轴向垫块间的导线在轴向电磁力作用下，因弯矩过大产生永久性变形，通常两饼间的变形是对称的。 3、绕组或线饼倒塌。这种损坏是由于导线在轴向力作用下，相互挤压或撞击，导致倾斜变形。如果导线原始稍有倾斜，则轴向力促使倾斜增加，严重时就倒塌；导线高宽比例大，就愈容易引起倒塌。端部漏磁场除轴向分量外，还存在辐向分量，二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使内绕组导线向内翻转，外绕组向外翻转。 4、绕组升起将压板撑开。这种损坏往往是因为轴向力过大或存在其端部支撑件强度、刚度不够或装配有缺陷。 5、辐向失稳。这种损坏主要是在轴向漏磁产生的辐向电磁力作用
下，导致变压器绕组辐向变形。 6、外绕组导线伸长导致绝缘破损。辐向电磁力企图使外绕组直径变大，当作用在导线的拉应力过大会产生永久性变形。这种变形通常伴随导线绝缘破损而造成匝间短路，严重时会引起线圈嵌进、乱圈而倒塌，甚至断裂。 7、绕组端部翻转变形。端部漏磁场除轴向分量外，还存在辐向分量，二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使绕组导线向内翻转，外绕组向外翻转。 8、内绕组导线弯曲或曲翘。辐向电磁力使内绕组直径变小，弯曲是由两个支撑(内撑条)间导线弯矩过大而产生永久性变形的结果。如果铁心绑扎足够紧实及绕组辐向撑条有效支撑，并且辐向电动力沿圆周方向均布的话，这种变形是对称的，整个绕组为多边星形。然而，由于铁芯受压变形，撑条受支撑情况不相同，沿绕组圆周受力是不均匀的，实际上常常发生局部失稳形成曲翘变形。
220kV变压器故障的电气试验分析
220kV变压器故障的电气试验分析 发表时间：2017-11-29T15:19:10.303Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：王庆1 王少鲁2 [导读] 摘要：变压器在用电高峰期过后进行本体排油，从检查窗进去对变压器内部检查验证后，发现Ｂ相低压线圈发生轻度变形，核实了本次试验结论的正确无误性。 （1.国网陕西省电力公司西安供电公司；2.国网陕西省电力公司检修公司陕西省西安市 710043） 摘要：变压器在用电高峰期过后进行本体排油，从检查窗进去对变压器内部检查验证后，发现Ｂ相低压线圈发生轻度变形，核实了本次试验结论的正确无误性。此次缺陷处理提醒大家，试验是电力设备运行和维护中的一个重要环节，用以发现运行中设备的隐患，预防事故的发生或设备的损坏，对设备进行检查、试验或监测，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。不能有丝毫懈怠，一时的疏忽就可能放过一个故障，造成无法弥补的后果。这就要求对试验工作要抓细、抓严，善于对试验数据进行分析，建立样本档案，并且要不断积累经验，以便及时发现、了解设备缺陷，确保安全生产。 关键词：220kV；变压器故障；电气实验分析 一、电气试验分析 2010年10月25日，该主变进行了周期性预试，预试结果正常。2011年10月20日，该主变停止运行后，于10月28日进行了主变频谱试验、绕组电容量试验、低电压短路阻抗试验、直流电阻试验和绝缘电阻试验。 1.绕组电容量测试中高中对低地电容量变化达16%，低对高中电容量变化达13%，其余试验数据差异不大判断分析为2#主变中压侧绕组发生变形。 2.频谱试验中反映高压共同绕组部分三相一致性较好，中压、低压绕组的三相响应曲线差异性大，绕组极可能已发生局部变形现象。从绕组频响法变形试验结果及电容量变化量分析，基本判定变压器中压绕组存在严重变形情况。直流电阻值无异常，说明中压绕组虽然已严重变形，但尚未形成匝间短路。 3.2012年7月27日，在变压器油中乙炔的体积分数出现第１次跳变后进行油位、潜油泵检查，铁心接地电流监测，以及局部放电、高频局部放电试验，未发现明显放电信号。油箱液位检查，变压器本体油位一直指示在本体油箱60％位置，有载油位持续指示在储油柜50％位置，油位没有变化，对油枕进行红外测温，未见油位变化，排除分接开关油箱向本体油箱内漏引起油色谱超标的可能性；潜油泵启动检查，潜油泵手动运行１ｈ并进行色谱分析，乙炔的体积分数没有明显变化，可以排除潜油泵绕组短路故障的可能；对该变压器铁心接地电流测试，为0.6ｍA，说明设备铁心没有多点接地的缺陷。2013年3月19日，对该变压器停电检修，检查高中压套管，进行例行试验和耐压及局部放电试验，均未发现异常。2013年5月，该变压器检修投入运行后乙炔的体积分数发生第２次跳变。对该变压器进行油位、潜油泵相关检查，并进行铁心接地电流监测，局部放电、高频局部放电试验，未发现异常。 4.变压器吊罩检查。2013年7月进行变压器吊罩检查。将变压器外罩吊开后，发现固定Ｕ相分接引线的支架与围屏表面发生局部放电故障。在Ｕ相中压侧围屏表面有树枝状放电痕迹，固定Ｕ相分接引线的支架上部、下部也有放电痕迹。在Ｕ相中压侧底部支架上发现掉落的胶垫残条，胶垫残条上有烧蚀痕迹。通过查找发现Ｕ相中压侧升高座底部法兰胶垫部分缺损，通过复原发现掉落的胶垫残条正是此处缺损的部分。法兰胶垫及掉落的残条。通过对变压器吊罩检查，认为变压器安装不良造成Ｕ相中压侧升高座底部法兰胶垫受力不均匀，导致部分胶垫挤压过度，在设备投入正常运行一段时间后，在设备启动或运行过程中，外界的轻微干扰造成挤压过度的Ｕ相中压侧升高座底部法兰胶垫残条掉落，恰好落到Ｕ相分接引线的支架上，与围屏表面搭连，造成局部瞬时放电故障。 二、常规试验检查 1.绝缘电阻试验。在大短路电流作用下，初始机械损伤的基本形式是变压器绕组变形，它们发展的典型方式是变形引起局部放电，匝、股间短路，整段主绝缘放电或完全击穿导致主绝缘破坏，测量变压器的绝缘电阻是变压器出口近区短路后一项必要的检测项目。在测量绝缘电阻中，严格执行了Q/CSG 114002-2011规程标准。采用2 500 V摇表，绝缘电阻值与前一次的测量结果进行了比较，无明显差别。 2.直流电阻试验。由于大电流冲击，电流流过薄弱环节，会造成分接开关、套管引线接头、将军帽与线圈引出线之间接触不良。如果未能及时发现处理，任其发展会使接触不良点发热熔化而烧断，进而烧坏变压器。接触不良，匝间和股间短路可通过测量绕组直流电阻来发现。对该变压器试验数据进行分析，直流电阻试验的结果没有明显异常，220 kV侧绕组直流电阻的三相不平衡率和变化率与往年试验数据较一致，由此初步确定低压绕组出现轻微的损伤。 3.气相色谱分析。确定目标后，需进一步核实。对近区短路这类突发性故障，因为由于故障突然，产气快，一部分气体来不及溶解于油中就进入气体继电器。为此对气体继电器的气体进行了色谱分析，并且根据气体继电器中气体颜色初步确定一下故障的大致情况。试验结果表明，各种气体含量未发现异常，其中甲烷（CH4）、乙烯（C2H4）相比以前有微量的增加，根据气体组份与内部故障特征关系，异常类型为过热或绝缘不良，但各项数据都在合格范围以内，可认为试验人员的测试误差，故不足以明确故障性质。 三、缺陷的判定及处理 1.缺陷的判定。近区短路后，绕组受到巨大电动力作用产生位移变形，绕组变形或位移后，即使没有立即损坏，也会留下严重故障隐患。通过绕组变形试验发现的差异，结合常规试验中直流电阻及气相色谱分析发现的微小变动，综合各个数据进行科学分析后，断定该变压器低压绕组B相存在轻微变形。 2.处理结果。变压器绕组变形后，要根据变压器的故障严重程度来决定能否继续运行，且运行时间的长短取决于变形的严重程度和部位。一是绝缘距离发生改变，固体绝缘受到损伤、击穿，导致突发性绝缘故障，甚至在正常运行电压下，因为局部放电而使绝缘击穿。二是绕组机械强度下降，其积累效应使绕组再一次遭受近区短路电流冲击时，将承受不住巨大电动力作用而发生损坏事故。为此根据本变压器故障性质，结合正值夏季用电高峰期，提出低压绕组受到近区短路冲击后有轻微变形，但不影响主变的运行。在制定了相关的技术安全措施和监视手段后，报上一级部门批准后主变顺利投运。运行期间特别执行了重点巡视、加强监测、减少负荷等。 四、处理措施及效果 1.处理措施。（1）对变压器Ｕ相中压侧围屏放电部分进行局部切割，并进行修补，对中压侧分接引线等部分进行绝缘处理。（2）．更换变压器Ｕ相中压侧升高座底部法兰胶垫。（3）对变压器油箱进行滤油处理，直到绝缘油中特征气体的体积分数为零为止。 2.处理效果。2013年7月3日变压器检修投运后，通过油色谱在线监测装置对主变压器的油色谱数据进行监测在变压器投运半个月后，
变压器短路电流计算
这本身就不是一个简单的事！ 你既然用到短路电流了，就肯定不是初中阶段的计算了吧 所以你就不用找省劲的法子了 当然你也可以找个计算软件嘛就不用自己计算了 供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件. 二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多. 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗. 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻. 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流. 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法. 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念. 1.主要参数 Sd三相短路容量(MV A)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流 和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定
变压器的常见故障及处理方法
浅议变压器常见故障及处理 令狐采学 摘要：变压器在电力系统的安全、平稳运行中起着至关重要的作用。本文从变压器的结构和原理入手，结合我场变压器的实际情况，针对实际变电运行中变压器的主要异常现象和原因进行分析，提出一些自己的观点。 关键词：变压器原理结构参数异常处理 引言：电力是现在工业的主要能源，并且电能的输送能量之大、距离之远也决定了必须采用超高压输送电能，以减少此过程中的损耗。而实际中由于发电机结构上的限制，通常只能发出10kv 的电压，因此，必须经过变压器的升压才可以完成电能的输送。变压器也理所应当成为电力系统中核心设备之一。如果变压器出现了故障，就会在很大程度上影响电能的输送以及正常的变电运行，所以能够掌握和分析变压器常见的故障和异常现象，及主要原因，提出防范解决措施，就显得尤为重要。 电力变压器是利用电磁感应原理制成的一种静止的电力设备。它可以将某一电压等级的交流电能转换成频率相同的另一种或几种电压等级的交流电能，是电力系统中重要电气设备。下面将从变压器的分类、结构、异常现象和原因分析等几个方面进行介绍： 一、变压器的分类、结构及主要参数
（一）、变压器的分类 根据用途的不同，变压器可以分为电力变压器（220kv以上的是超高压变压器、35-110kv的是中压变压器、10kv为配电变压器）、特种变压器（电炉变压器、电焊变压器）、仪用互感器（电压、电流互感器）。 根据相数分为，单相变压器和三相变压器。 根据冷却方式分为，油浸自冷式、强迫风冷式、强迫油冷式和水冷式变压器。 根据分接开关的种类分为有载调压变压器和无载调压变压器。 根据绕组数分为，单绕组变压器、双绕组变压器和三绕组变压器。 （二）、变压器的结构 虽然变压器的种类依据不同方式进行分类，有很多种，但是一般常用的变压器的结构都很相似： 1、绕组：变压器的电路部分。 2、铁芯：变压器的磁路部分。 3、油箱：变压器的外壳，内装满变压器油（绝缘、散热）。 4、油枕：对油箱里的油起到缓冲作用，同时减小油箱里的油与空气的接触面积，不易受潮和氧化。 5、呼吸器：利用硅胶吸收空气中的水分。 6、绝缘套管：变压器的出线从油箱内穿过油箱盖时必须经过绝缘套管以使带电的引线与接地的油箱绝缘。
大型电力变压器短路事故统计与分析_王梦云
大型电力变压器短路事故统计与分析王梦云 凌 愍(电力工业部电力科学研究院,北京100085) 摘要:针对1991～1995年110kV及以上电压等级变压器的事故情况,统计分析了因外部短路引起电力变压器损坏事故的主要原因,提出了减少这类事故的措施。 关键词:变压器 短路 事故 统计 分析 Statistics and Analysis on Short-Circuit Faults of Large Power Transformers Wang Mengyun and Ling Min Elect ric Power Research Insti tute,Ministry of Electric Pow er,Beijing100085 Abstract: Based on the faults of110kV pow er transformers and above occur red in 1991～1995,the main reasons of faults caused by ex ter nal short-circuit are analyzed s tatistically in this paper,and th e steps taken to decrease th ese faults are presented. Key words: Transformer,Short-circuit,Fault,Statistics,Analysis 1 前言 电力变压器在电力系统中运行,发生短路是人们竭力避免而又不能绝对避免的,特别是出口(首端)短路,巨大的过电流产生的机械力,对电力变压器危害极大。因此,国家标准GB1094和国际标准IEC76均对电力变压器的承受短路能力作出了相应规定,要求电力变压器在运行中应能承受住各种短路事故。然而,近五年来对全国110kV及以上电压等级电力变压器事故统计分析表明,因短路强度不够引起的事故已成为电力变压器事故的首要原因,严重影响了电力变压器的安全、可靠运行。 本文就因外部短路造成电力变压器损坏事故的情况作一统计分析,进而提出了减少这一类事故的措施,试图以此促进制造厂对电力变压器产品的改进和完善,同时促使运行部门进一步提高运行管理水平。2 大型电力变压器短路事故情况根据1991～1995年的 不完全统计,全国110kV及以上电压等级电力变压器共发生事故317台次,事故总容量为25348.6MV A。以台数计的平均事故率为0.83%,以容量计的平均事故率为 1.10%。在这些事故中,因外部短路引起电力变压器损坏的有93台次,容量为6677.6MV A,分别占同期总事故台次的29.3%,占总事故容量的26.3%(详见表1)。 由表1不难看出,电力变压器短路强度不 表1 1991～1995年全国电力变压器短路事故 台次及容量统计 第34卷 第10期1997年10月 变压器 TRANSFORM ER Vol.34 No.10 Octo ber 1997
关于变压器烧毁的事故分析示范文本
关于变压器烧毁的事故分 析示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
关于变压器烧毁的事故分析示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 致：重庆华德机械制造有限责任公司领导 来电收到，我公司对贵公司配电房2号变压器因短路 烧毁事件深表关切，接电后立即展开了事故分析工作，我 公司调阅所有的来图档案、技术部的设计资料和采购部采 购元器件的资料及产品合格证都显示符合设计院设计的图 纸要求（以上图纸合格证等贵公司工程部都有资料），况 且配电柜已经运行了3个多月了，可以排除因元器件质量 原因而造成短路的可能性。 现根据现场具体情况分析可能是由于谐波造成的瞬间 系统电压升高，再加上设计院选用的电流互感器是BH- 0.66的,电流互感的电压偏低，这样反复的系统电压瞬间升 高，造成了电流互感器的绝缘下降而引起的。当然这只是
分析，另外，根据我们了解，现场配电房是无人值班的，而且配电房门始终开着，任何人都能随便进入，所以也不排除现场其它因素或者小动物进入造成事故的可能性。 不管怎样，我公司将会积极配合贵公司做好事故的排查分析工作，并全力做好事故后的处理和善后工作。 谢谢 上海一电集团有限公司 20xx年7月8日 请在此位置输入品牌名/标语/slogan Please Enter The Brand Name / Slogan / Slogan In This Position, Such As Foonsion
三绕组变压器的短路容量计算
短路容量计算 (1)110kV ： 最大短路容量 m a x 1825d S M VA =； 最小短路容量 m i n 855d S M VA =； 110 kV ：m in 6.630s X =Ω ； m i n 21.104s L m H =； max 14.152s X =Ω ； m a x 45.047s L m H =； 10kV ：min 0.0548s X =Ω ； m i n 0.1744s L m H =； m a x 0.11696s X =Ω ； m a x 0.3723s L m H =； 6kV ：m in 0.01973s X =Ω； m i n 0.0628s L m H =； m a x 0.0421s X =Ω； m a x 0.1340s L m H = ； (2) 3#主变： 6kV ：2 6 0.10090.145325 T X = ?Ω=Ω；T 0.4625L m H = ； (3) 1#或2#主变阻抗计算 11%(10.1 18.0 6.5)% 10.8%2 k u = +-=； 21%(10.1 6.518.0)%0.7%2k u =+-=-； 31%(18.0 6.510.1)%7.2% 2 k u = +-=； 10kV ：2 110 0.1080.34331.5T X = ?Ω=Ω, 1 1.091T L m H =; 2 210 (0.007)0.02231.5T X = ?-Ω=-Ω, 20.0707T L m H =-; 2 310 0.0720.228631.5 T X = ?Ω=Ω; 30.728T L m H =; 6kV ： 1360.1080.123431.5T X =?Ω=Ω , 10.3929T L m H =; 236(0.007)0.00831.5T X =?-Ω=-Ω , 20.0255T L m H =-; 336 0.0720.082331.5 T X = ?Ω=Ω ; 30.262T L m H =; (5) 10kV 母线短路容量计算
全国110kV及以上等级电力变压器短路损坏事故统计分析_金文龙
全国110kV及以上等级 电力变压器短路损坏事故统计分析 金文龙 陈建华 国家电力公司安全运行与发输电部,100031北京 李光范 王梦云 薛辰东 国家电力公司电力科学研究院,100085北京清河 STATISTICS A ND ANALYSIS ON POWER TRA NFORMER DAMAGES CAUSED BY S HORT-CIRCUIT FAULT I N110kV A ND HIGHER VOLTAGE CLASSES Jin Wenlong Chen Jianhua Department of Safety Operatio n,Genera tion and Tra nsmissio n,Sta te Pow er Co rpora tion of China Beijing,100031China Li Guang fa n Wang Meng yun Xue Chendong Electric Pow er Resea rch Institute,State Pow er Co rpo ra tion o f China Beijing,100085China ABSTRAC T According to the information on transformer faults provided by major electric pow er companies in China from1990to1998,the statistics and analysis on the trans-former damages caused by short-circuit faults in110kV and higher voltage classes are carried out.The general situation of high capacity pow er transformer damage caused by short-circuit is summarized,the feature and regular patterns of these faults are put forw ard.The result of analysis can be used as a good guidance of improving pow er transformer se-cure operation and provides an objective foundation for the manufacturers of high capacity anti-break-down transformers in China. KEY W ORDS pow er transformer;short-circuit fault;dam-age of transformer 摘要 根据1990～1998年全国各网省(市)电力公司提供的变压器事故统计数据,对全国110kV及以上电压等级变压器的短路损坏事故进行分析,总结了全国大型电力变压器的短路事故特点和规律,为运行部门提高设备安全运行管理水平、变压器制造厂提高设备抗短路能力,提供了依据。 关键词 变压器 短路事故 统计分析 1 前言 通过历年对全国电力变压器运行情况和事故的统计分析,发现因外部短路故障引起的设备损坏事故逐年增多。截止1996年底,全国110kV及以上等级电力变压器因外部短路故障造成损坏的事故达到事故总数的50%。扼制此类事故的上升势头,已成为提高电力变压器安全运行水平的关键。 本文统计的因短路事故造成损坏的变压器共有145台。包括:各网省电力公司报送的1990～1996年全国110kV及以上等级事故变压器中因外部短路损坏的变压器124台;由19个网省(市)电力公司于1998年8～10月报送的110kV及以上等级的短路损坏变压器21台(实际上报数为62台,但其中41台变压器在1990～1996年报送样本中已出现过)。 按各网省电力公司历年上报的数据,全国110kV及以上等级变压器在1990～1996年期间,共发生事故409台次,事故总容量为32306MV A;其中因短路损坏的变压器共124台次,容量8432.6MV A。 1990～1996年间变压器短路损坏事故台次和容量见图1、图2。图3为1990～1996年间变压器短路损坏事故占总事故的百分比。 图1 1990～1996年间每年变压器短路损坏台次 Fig.1 Transf ormer damaged by short-circuit between1990and1996(by sets) 自1990年以来,110kV及以上等级变压器的短路损坏事故明显增多。从最初每年两三台到1995、1996年的29台。到1996年,全国110kV及以上电压等级变压器的短路损坏事故台次已经占统计总事故台次的50%。因外部短路引起变压器损坏的事故已成 第23卷第6期1999年6月 电 网 技 术 Po we r System T ech no lo gy V ol.23N o.6 Jun. 1999 DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.1999.06.021
变压器突发短路故障的缺陷分析详细版
文件编号：GD/FS-8626 （解决方案范本系列） 变压器突发短路故障的缺 陷分析详细版 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________
变压器突发短路故障的缺陷分析详 细版 提示语：本解决方案文件适合使用于对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 引言 近年来变压器突发短路冲击后损坏几率大增，已占全部损坏事故的40%以上。变压器经受突发短路事故后状况判断、能否投运，成为运行单位经常要决策的问题。以前变压器发生突发短路事故以后，需要组织各方面专家分析事故成因，然后确定试验方法，根据试验结果继续分析或者追加试验。这种分析、抢修机制已不适应当前电网停电时间限制、高可靠性以及事故严重性等情况。北京供电局修试处总结300余台110kV及以上电压等级变压器多年运行维护经
验形成了一套固定的短路突发事故试验分析方法，即油色谱分析、绝缘电阻试验、绕组直阻试验和绕组变形试验“四项分析”。实践证明，“四项分析”基本能够满足变压器突发事故的分析要求。 1 分析项目 1.1 变压器油中溶解气体色谱分析 用于判断变压器内是否发生过热或者放电性故障。该项目对变压器突发事故的故障判断十分敏感，但需要仪器精度高，仅适于在试验室进行，故比较费时。实践中，多数情况下对缺陷的初步定性要依靠它，综合分析也要结合色谱分析结果进行，而且该方法能判断出很多别的试验无法发现的缺陷，例如中兴庄变电站35kV原#1变压器突发事故后，无载分接
变压器短路事故概述通用版
安全管理编号：YTO-FS-PD652 变压器短路事故概述通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
变压器短路事故概述通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 变压器事故时有发生，而且有增长的趋势。从变压器事故情况分析来看，抗短路能力不够已成为电力变压器事故的首要原因，对电网造成很大危害，严重影响电网安全运行。 变压器经常会发生以下事故：外部多次短路冲击，线圈变形逐渐严重，最终绝缘击穿损坏；外部短时内频繁受短路冲击而损坏；长时间短路冲击而损坏；一次短路冲击就损坏。变压器短路损坏的主要形式有以下几种： 1、轴向失稳。这种损坏主要是在辐向漏磁产生的轴向电磁力作用下，导致变压器绕组轴向变形。 2、线饼上下弯曲变形。这种损坏是由于两个轴向垫块间的导线在轴向电磁力作用下，因弯矩过大产生永久性变形，通常两饼间的变形是对称的。 3、绕组或线饼倒塌。这种损坏是由于导线在轴向力作用下，相互挤压或撞击，导致倾斜变形。如果导线原始稍有倾斜，则轴向力促使倾斜增加，严重时就倒塌；导线高宽比例大，就愈容易引起倒塌。端部漏磁场除轴向分量
变压器短路电流计算
1） 问题分析的理论基础： 当变压器在额定电压下发生短路时，其短路电流会大大超过其稳定值。稳定的短路电流按下式计算： =K I I Z K %100N 式中： Z K % ----- 短路阻抗百分值； I N -------变压器额定电流。 变压器在短路时是不饱和的，甚至在一次侧所加的电压为额定电压时也不饱和。这种情况可由变压器的T 型等值电路图来说明。变压器是否饱和，则可接等值电路图励磁回路的电压值来估算。在额定负载下，励磁回路的电压与一次电压差别不大，这是因为一次回路的阻抗压降很小。在短路时，励磁回路的电压约等于一次电压的一半，所以变压器不饱和。根据这个关系可以忽略励磁回路，而采用下图所示的简化电路图。 图：计算变压器突发短路电流的连接图和等值电路图 当电压为正弦波时，得出 u L =dt di u +u u r i =U 1m sin （ωt+α） 因为变压器不饱和，可以认为短路电感是个常量。上面的方程式包括右边部分时的特解给出稳态短路电流。 I=)sin()sin()(22 k my k k k m tt I tt L r U ?αω?αωω-+=-++ k ?---一次电压和短路电流之间的相位角：k k K r x arctg =? 上面的方程式不包括右边部分时的能解给出的短路电流的自由分量：u u L t r a n Ae i /.-= 短路电流的完全表达式为 sin m y ua ny u I i i i =+=ω(N n L r Ae t /)-++α
当t=0时，短路电流i u =0, 因为可以认为变压器在短路的瞬间是无负载的。所以 A=-)sin(u m v a I ?- 因而，u u L t r u m v k m v u e a I t I i /)sin()sin(----+=??αω 这样一来，过渡的短路电流包括两部分：稳态分量和非周期分量，后者是按时间常数T=L u /r u 衰减的。电感L u 是与变压器漏磁通相对应的，漏磁通一般比主磁通小得多。所以，短路的时间常数比变压器合闸到线路上的过渡过程的时间常数要小得多，非周期分量的衰减实际上是在几个交流半周期内完成的。 非周期分量电流与外施电压的初相角有关。如果0=-u ?α，即2π ?α==u ，在短路瞬间外施电压通过最大值，此时没有非周期分量，短路电流一开始就等于稳态值。如果,2π ?α=-u 即,2π ?α+=u 在短路瞬间外施电压通过零点，此时非周期分量最大，且当时 间t=1时，其值等于稳态短路电流的幅值。假若在后一情况下，忽略非周期分量的衰减，在稳态分量达到最大值时突发短路电流的幅值将为稳态短路电流幅值的两倍。实际上，非周期分量衰减得非常快，短路电流的幅值小于二倍的稳态短路电流值。 将2π ?α=-u 代入上面的公式，得出 u u n n L t r m y L r m y e I e I I //max )1(---+-=π N k m I Z k I % 1002max = 式中：Z K ---变压器的短路阻抗；n n L r m e k /1π-+=---考虑短路电流非周期分量的系数。 对于大容量的变压器，这个系数等于1.7～１.8;对于小容量的变压器,这个系数等于 1.３～１.4. 按上式计算的短路电流是属于最严重的短路情况,即短路发生在外施电压通过零值的瞬间.一般说来这种情况非常少有,因为在外施电压通过最大值或接近最大值时,在短路的导体之间才产生电弧,表明短路开始.所以,实际上突发短路电流的幅值,一般均小于按上式计算出来的值. 以上是三相短路时的等值电路图。实际上单相和两相短路时，其等值电路图也是相似的，下面说明两相短路时的稳态电流值的计算方法: 设变压器的正序、负序和零序阻抗分别为Z1、Z2和Z0，设短路故障发生在B 、C 两相，则U B =U C =-1/2U A ， 其等值电路如下： 则I A =0，I B =I C ，I 0=1/3（I A +I B +I C ）=0，故计算 电流时不涉及到零序阻抗。所以两相短路电流为：
变压器短路的原因是什么
因变压器出口短路导致变压器内部故障和事故的原因很多，也比较复杂，它与结构设计、原材料的质量、工艺水平、运行工况等因数有关，但电磁线的选用是关键。从近几年解剖变压基于变压器静态理论设计而选用的电磁线，与实际运行时作用在电磁线上的应力差异较大。 （1）目前各厂家的计算程序中是建立在漏磁场的均匀分布、线匝直径相同、等相位的力等理想化的模型基础上而编制的，而事实上变压器的漏磁场并非均匀分布，在铁轭部分相对集中，该区域的电磁线所受到机械力也较大；换位导线在换位处由于爬坡会改变力的传递方向，而产生扭矩；由于垫块弹性模量的因数，轴向垫块不等距分布，会使交变漏磁场所产生的交变力延时共振，这也是为什么处在铁心轭部、换位处、有调压分接的对应部位的线饼首先变形的根本原因。 （2）抗短路能力计算时没有考虑温度对电磁线的抗弯和抗拉强度的影响。按常温下设计的抗短路能力不能反映实际运行情况，根据试验结果，电磁线的温度对其屈服极限？0.2影响很大，随着电磁线的温度提高，其抗弯、抗拉强度及延伸率均下降，在250℃下抗弯抗拉强度要比在50℃时下降上，延伸率则下降40％以上。而实际运行的变压器，在额定负荷下，绕组平均温度可达105℃，最热点温度可达118℃。一般变压器运行时均有重合闸过程，因此如果短路点一时无法消失的话，将在非常短的时间内（0.8s）紧接着承受第二次短路冲击，但由于受第一次短路电流冲击后，绕组温度急剧增高，根据GBl094的规定，最高允许250℃，这时绕组的抗短路能力己大幅度下降，这就是为什么变压器重合闸后发生短路事故居多。 （3）采用普通换位导线，抗机械强度较差，在承受短路机械力时易出现变形、散股、露铜现象。采用普通换位导线时，由于电流大，换位爬坡陡，该部位会产生较大的扭矩，同时处在绕组二端的线饼，由于幅向和轴向漏磁场的共同作用，也会产生较大的扭矩，致使扭曲变形。如杨高500kV变压器的A相公共绕组共有71个换位，由于采用了较厚的普通换位导线，其中有66个换位有不同程度的变形。另外吴泾1l号主变，也是由于采用普通换位导线，在铁心轭部部位的高压绕组二端线饼均有不同翻转露线的现象。 （4）采用软导线，也是造成变压器抗短路能力差的主要原因之一。由于早期对此认识不足，或绕线装备及工艺上的困难，制造厂均不愿使用半硬导线或设计时根本无这方面的要求，从发生故障的变压器来看均是软导线。 （5）绕组绕制较松，换位处理不当，过于单薄，造成电磁线悬空。从事故损坏位置来看，变形多见换位处，尤其是换位导线的换位处。 （6）绕组线匝或导线之间未固化处理，抗短路能力差。早期经浸漆处理的绕组无一损坏。 （7）绕组的预紧力控制不当造成普通换位导线的导线相互错位。 （8）套装间隙过大，导致作用在电磁线上的支撑不够，这给变压器抗短路能力方面增加隐患。 （9）作用在各绕组或各档预紧力不均匀，短路冲击时造成线饼的跳动，致使作用在电
变压器短路认识
评审论文—— 关于对电力变压器短路的认识 杨红军 山西省侯马发电厂电气车间 二○○四年五月十四日 关键词：变压器短路事故电流措施
关于对电力变压器短路的认识 摘要：分析电力变压器短路造成的危害和损失，通过对具体事例进行短路电流及电动力计算并加以分析，阐明变压器承受短路能力的重要性；分析110KV电力系统因短路性质及位臵的不同而使电力变压器承受不同短路电流和电磁力，如三相短路发生在变压器出口，引起的冲击电流相当于几倍乃至几十倍的额定电流，承受的电动力是额定载荷的上千倍；阐述造成变压器短路的主要原因是变压器本身机械强度不够和运行中误操作及管理不当；并建议厂家改进制造工艺，用户加强运行与检修管理，双方密切联系，使短路事故得到有效防止。 关键词：变压器短路事故电流措施 在我国的电厂中，大多采用110kv变压器在电网中运行，这些变压器不可避免地会受到各种短路事故的威胁，其中包括单相对地短路、两相对地短路、两相之间短路、三相之间短路，甚至最严重的变压器的出口短路。当发生短路事故时，绕组中将流过很大的短路电流。在短路电流的作用下，一方面产生巨大的电动力，致使绕组发生变形，进一步扩展成匝间、饼间短路，高、中、低压线柱间短路，甚至将机身崩掉；另一方面，强大的短路电流会造成绕组过热而烧坏绝缘。因此，要求变压器有足够的动稳定及热稳定性。 电力变压器的设计结构必须能够耐受住外部系统发生短路所引起的机械应力的作用。应在标准规定的条件下承受外部短路的热、动稳定效应而无损伤。一台大型电力变压器在系统运行，如发生短路损
坏，则会导致大面积停电，其检修期要在半年以上，造成的损失是巨大的，这一点是众所周知的。因此，避免和解决这一问题成了当务之急。 一、短路电流的分析 变压器在系统中运行，系统的实际短路容量是一定的，标准把它规定为该电压等级的表观容量。例如，110KV 系统为800MVA ，在实际实验一台31500KW/110KV 变压器时，系统阻抗只占3.6%。假如一台变压器与一能量为无穷大的网络系统相连，而电流相当与流经变压器绕组的三相短路电流的第一个峰值，按GB 规定，当非对称系数为1.8时，代表实际上可能发生最严重的短路情况，以此为基础，三相短路电流的最大值为328.1223^ ?+=R X U I ch 式中：U —线电压 22R X +—折算到变压器低压侧的电阻 如：候马市2004年5月11日凌晨有大暴雨，至01：50时，候马电厂110KV 变电站主控室蜂鸣骤响，2#主变35KV 侧302开关穿墙套管有电弧及爆炸声，紧接着2#发电机各侧开关跳闸，因1#机变正在大修，所以35KV 母线失压，110KV #102及35KV # 302开关差动动作跳闸。断开35KV 所有开关，检查发现，在2#主变35KV 侧302开关穿墙套管处瓷瓶因污闪造成短路，致使瓷瓶炸裂，因此初步认为因污闪致使2#主变35KV 侧发生三相短路事故。 经对该变取油样分析，其结果总烃为事故前的近4倍，C 2H 2比重
变压器短路阻抗测试和计算公式
概述 变压器短路阻抗试验的目的是判定变压器绕组有无变形。 变压器是电力系统中主要电气设备之一，对电力系统的安全运行起着重大的作用。在变压器的运行过程中，其绕组难免要承受各种各样的短路电动力的作用，从而引起变压器不同程度的绕组变形。绕组变形以后的变压器，其抗短路能力急剧下降，可能在再次承受短路冲击甚至在正常运行电流的作用下引起变压器彻底损坏。为避免变压器缺陷的扩大，对已承受过短路冲击的变压器，必须进行变压器绕组变形测试，即短路阻抗测试。 变压器的短路阻抗是指该变压器的负荷阻抗为零时变压器输入端的等效阻抗。短路阻抗可分为电阻分量和电抗分量，对于110kV及以上的大型变压器，电阻分量在短路阻抗中所占的比例非常小，短路阻抗值主要是电抗分量的数值。变压器的短路电抗分量，就是变压器绕组的漏电抗。变压器的漏电抗可分为纵向漏电抗和横向漏电抗两部分，通常情况下，横向漏电抗所占的比例较小。变压器的漏电抗值由绕组的几何尺寸所决定的，变压器绕组结构状态的改变势必引起变压器漏电抗的变化，从而引起变压器短路阻抗数值的改变。 二、额定条件下短路阻抗基本算法
三、非额定频率下的短路阻抗试验 当作试验的电源频率不是额定频率(一般为50Hz)时，应对测试结果进行校正。由于短路阻抗由直流电阻和绕组电流产生的漏磁场在变压器中引起的电抗组成。可以认为直流电阻与频率无关，而由绕组电流产生的漏磁场在变压器中引起的电抗与试验频率有关。当试验频率与额定频率偏差小于5％时，短路阻抗可以认为近似相等，阻抗电压则按下式折算： 式中u k75 --75℃下的阻抗电压，%； u kt—试验温度下的阻抗电压，%； f N --额定频率(Hz)； f′--试验频率(Hz)； P kt --试验温度下负载损耗(W)； S N --变压器的额定容量(kVA)； K—绕组的电阻温度因数。 四、三相变压器的分相短路阻抗试验 当没有三相试验电源、试验电源容量较小或查找负载故障时，通常要对三相变压器进行单相负载试验。 1、供电侧为Y接法 当高压绕组为Ｙ联结时，另一侧为y或d联结时，分相试验是将试品低压三相线端短路，由高压侧AB、BC、CA分别施加试验电压。此时折算到三相阻抗电压和三相负载损耗可