变压器抗短路能力校核及加固方法
电力系统中变压器抗短路能力分析及措施
电力系统中变压器抗短路能力分析及措施【摘要】电力变压器是电力系统中的重要组成部分，是负责传输电能、分配电能的关键环节，其可靠性能如何，将会对用户的电能质量及整个系统的安全程度造成严重的影响。
因此，必须努力提高变压器的抗短路能力，以保证电力系统的正常运行。
本文主要探讨了提高电力系统变压器抗短路能力的措施。
【关键词】电力系统；变压器；抗短路能力；措施1、关于电力系统中变压器的相关分析电力变压器的技术基础是电力电子技术，工作原理是原方通过电力电子电路将工频信号转变成高频信号（升频），再利用中间高频将变压器隔离、耦合至副方，最后将其还原为工频信号（降频）[1]。
采取合适的控制方案能够实现对电力电子装置的控制，进而把一种频率、波形、电压的电能转化为另一种频率、波形及电压的电能。
然而，铁芯材质的饱和磁通密度、铁芯与绕组间的最大允许温差将直接决定着中间隔离变压器的体积，工作频率又与饱和磁通密度成反比例关系，如此便能使铁芯的利用率得到提高，进而实现减小变压器体积、提高整体工作效率的目的。
2、增强电力变压器抗短路能力的方法变压器能否发挥其最大效力与其自身的质量、运行环境及检修程度有着紧密的联系。
在电力系统的运行中，由于继电保护误动、雷击等原因极易造成短路，而短路电流的强大冲击，则会损坏变压器，故必须努力提高变压器的抗短路能力。
据相关资料统计，变压器短路冲击事故的发生，超过80%的原因是变压器本身的制造质量，有10%是运行与维护方面的原因。
所以，在电力系统的运行中，应加强对电网的维护，以减少短路次数，从而减少变压器的受冲击次数。
2.1重视设计，认真做好线圈制造的轴向压紧工作在设计变压器时，不但要把变压器的损耗降低，以提高绝缘水平，还要注重对变压器机械强度及抗短路能力的提高。
在制造工艺上，大多变压器均是采用绝缘压板的方式，高低压线圈使用的是同一个压板。
采取这种设计结构，对制造工艺水平的要求较高，先是密化处理垫块，完成线圈加工后，还要对单个线圈予以恒压干燥处理，然后把线圈压缩后的高度测量出来；同一个压板的线圈，在经过处理之后，还要将其调整至相同的高度，然后在总装时采用油压装置对线圈施加相应的压力，使其满足设计要求的高度。
变压器抗短路能力综合评估校验及运维策略分析
变压器抗短路能力综合评估校验及运维策略分析摘要:近年来，我国的电力事业蓬勃发展，一方面为社会公众提供高品质的电力服务，另一方面也为电力技术的革新创造了更加有利的条件。
与此同时，电力变压器也存在设备突发性故障问题，影响电力系统的安全运行，特别是使用年限较久、设计和工艺等存在不足的电力变压器，在发生设备短路时，容易造成线圈变形、受损甚至烧毁。
本文主要对变压器抗短路能力校验原则进行分析，并提出后续的整改及运维策略。
关键词:变压器；抗短路能力校验；运维策略1.引言变压器短路时的电磁力是由于漏磁场与电流相互作用而产生的，当电力变压器发生近区短路故障时，变压器绕组会产生巨大的短路力，有可能导致绕组绝缘或结构件受损，严重情况可能造成绕组松散、扭转、变形、导线折断，甚至引起匝间短路使绕组烧毁。
变压器一旦过火烧毁失去功能后，将直接影响局部地区电网供电能力，对电网企业及地区经济发展产生负面经济及舆论影响。
为了妥善做好主变抗短路能力校验工作，本文结合地区电网短路电流及变压器设备厂家提供的数据资料，提出变压器抗短路能力分级原则，并按照变压器不同抗短路能力级别提出相应的整改和运维策略。
2.变压器抗短路能力分级方法及校验原则2.1变压器抗短路能力分级原则变压器初始抗短路能力核算作为变压器生产制造前必须开展的工作，国内外各变压器生产厂家和研究院所均开展了相关研究，形成了具备各自特性的核算模型。
对变压器抗短路性能评估的参考依据主要包括变压器出厂前绕组变形测试情况、绕组设计参数、电网系统运行数据及变压器的历史冲击情况。
根据变压器运行的环境和地区电网运行状况，可以按照变压器能够最大容许当年最严苛运行方式下可能出现的最大短路电流的比值为依据对变压器抗短路能力进行分级：A级（一般关注）：当年最严苛运行方式下可能出现的最大短路电流为50%-65%变压器最大容许短路电流。
B级（重点关注）：当年最严苛运行方式下可能出现的最大短路电流为65%-85%变压器最大容许短路电流。
浅谈变压器抗短路能力校验与评估
浅谈变压器抗短路能力校验与评估针对厂家校验变压器抗短路能力的标准和方法参差不齐的问题，总结国家电网近年来出现的变压器短路冲击损坏事故的教训，从变压器运行的实际出发，依据设备全寿命管理理念，综合变压器原厂家提供的设计能力、变压器安装地点短路水平、变压器运行老化状况、厂家制造水平等要素，提出一种基于抗短路能力衰减系数的变压器抗短路能力评价方法。
标签：变压器;评估一、专业管理的的目标描述电力变压器是电力系统最重要的核心设备之一。
大型电力变压器发生故障，将造成大面积停电及大量用户电力供应中断，对国民生产、社会安定影响极大。
由于目前的电力系统短路容量增大，厂家对变压器抗短路能力的设计裕度小，变压器经受短路冲击而损坏的事故已成为电力变压器事故的首要原因。
研究变压器制造厂制作工艺、选材、设计等情况、进行调研，引进中国电力科学研究院变压器抗短路校核计算程序，对220kV变压器进行了抗短路能力校核。
该程序基于ANSYS程序的Emag模块和Multiphysics模块中的电磁分析功能，以Maxwell方程组作为电磁场分析的出发点，以有限元法为数值计算方法。
程序设计中即考虑了绕组导体材料和绝缘材料的力学特性，也考虑了绕组线饼的几何尺寸、撑条数量、轴向预紧力以及硬绝缘纸筒等因素对变压器抗短路能力的影响。
计算结果为在特定设计参数和工艺参数的条件下变压器出厂时固有的安全系数。
校核计算中没有考虑到不同厂家制造工艺的差别以及运行工况对抗短路能力的影响。
根据校核计算结果对变压器耐受短路能力进行分类，提出针对性治理建议，最终形成变压器抗短路能力校核报告。
但是这种校核方法还存在一些缺陷和问题，不能对在运变压器进行多因子的综合评估。
主要存在问题如下：由于材料选择及结构设计时存在偏颇，不同厂家和不同年代的变压器抗短路能力不足。
90年代中后期，变压器制造厂在追求低损耗、局部放电水平等指标时，在材料选择及结构设计等方面会降低对抗短路能力的要求。
有关电力变压器抗短路能力校核方法的研究
有关电力变压器抗短路能力校核方法的研究摘要：电力变压器在系统中运行时，不能百分百避免发生短路故障的情况。
短路故障包括三相短路、两相短路、两相接地和相对地故障，特别是出口（首端）短路。
巨大的过电流产生的电动力，因其与电流的平方成正比，将增大数百倍，对变压器的危害极大。
特别是最近几年来，随着电力系统供电负荷的增加，单台变压器容量的增大，供电范围趋向密集，变压器在系统运行时的短路事故极高。
此外，当变压器系统防雷设施设置不合理时，例如变压器抗短路能力差，则配电线路进雷会造成二次直流保险熔断，低压开关和母排烧熔，使高低压绕组变形，也会损坏变压器套管等外部配件，严重的时候会导致变压器整体报废。
关键词：电力变压器；抗短路能力；校核方法一、变压器抗短路能力校核方法（一）内线圈辐向抗短路能力校核方案1.1辐向屈曲强度的影响因素内线圈的辐向稳定性与其辐向支撑结构、导线的尺寸、强度和张紧度等息息相关。
在导线绕制紧密均匀的前提下，如果支撑刚度足够，即辐向支撑有效时，绕组辐向失稳表现出的是强制屈曲模式，如图1（a）所示；相反，则表现为自由屈曲模式，如图1（b）所示。
图2 内线圈的辐向支撑结构图（2）应力均衡。
当线饼内部沿辐向的各匝导线绕制紧密、匝数较少、匝绝缘较薄且绕组辐向尺寸与绕组半径的比值不是太大时，各匝导线的应力可视为基本一致（即满足应力均衡假设），可仅考虑绕组平均直径处一匝导线的辐向稳定性；反之，则需要校核最外匝导线（靠主空道）的辐向稳定性。
因为匝绝缘厚度随着电压等级的升高而升高采用导线张紧装置才能保证导线绕制紧密均匀，所以对于采用普通扁铜导线的内线圈，当其电压等级较低（≤110kV）、辐向导线根数较少且绕组辐向尺寸与绕组半径的比值不是太大时，若有采用导线张紧装置，则认为应力均衡条件满足。
换位导线和组合导线在任何情况下皆视为满足条件。
1.2辐向抗短路能力校核方案（1）绕组自由屈曲强度校核。
可以通过绕组自由屈曲强度校核，其应用前提是满足应力均衡条件。
试论电力系统中变压器抗短路能力提高的办法
试论电力系统中变压器抗短路能力提高的办法摘要：人们对科技的需求随着时代的发展和科学技术水平的提升而不断提升，在电力高需求社会，电力建设对提高生活质量有很大的关系。
为解决电厂变压器短路事故，分析电厂变压器短路故障的原因，同时提出一系列故障解决措施。
并且就存在的故障解决措施中需要注意的因素详细分析，让电厂变压器短路故障处理人员在处理故障时有一定的理论参考依据。
及时有效处理变压器短路故障从而保障电厂变压器的安全运行具有现实的意义。
关键词：变压器；短路；办法引言近年来，电网系统在网运行的变压器因外部短路故障导致的恶性事故屡有发生，原因之一是变压器制造厂早些年因技术、材料及工艺等因素的限制，造成变压器自身的抗短路能力不足，无法承受短路机械力的作用，导致绕组变形、崩溃甚至烧毁。
变压器承受短路能力不足已成为危及电网安全运行最主要的因素之一。
变压器抗短路能力校核工作一般是在变压器制造厂进行，主要校核变压器是否满足设计时国标规定的抗短路能力要求。
目前电网在运的老旧变压器较多，若采用现行的GB1094.5-2008《电力变压器第5部分：承受短路的能力》标准，很多变压器抗短路能力难以满足国标要求，不利于抗短路能力不足变压器改造更换工作的有序推进。
1变压器及其稳定运行的重要性电力能源是当前社会中使用最为广泛的能源之一，工业生产、居民生活等活动中电力能源都起到非常关键的作用。
电厂是专门负责电力分配和传输的工作单位，是电力使用的中间站，在电力能源生产和使用环节起到至关重要的作用。
当前电厂运行中，变压器是非常重要的电力设备。
变压器的主要工作是完成电力升降压转换，将高压电力能源转化为各级低压电力能源之后，分配给各级电力资源使用用户，也可以将升高电压进行电力传输。
在变压器运行过程中使用的是电磁感应原理。
变压器按照不同的电力用途可以分为升压变压器、降压变压器和联络变压器三种形式，也可以根据绝缘介质进行分类，包括油浸变压器、干式变压以及10kVSF6气体绝缘变压器三种。
变压器抗短路能力校核及加固方法
变压器抗短路能力校核及加固方法摘要：电力变压器是传输、分配电能的枢纽，是电力网的核心元件，其可靠运行不仅关系到广大用户的电能质量，也关系到整个系统的安全程度。
电力变压器的可靠性由其健康状况决定，不仅取决于设计制造、结构材料，也与检修维护密切相关。
就电力系统中变压器抗短路能力校核方法及抗短路能力的提高的问题进行了探讨。
关键词：电力系统；变压器；抗短路能力；抗短路校核1 概述作为电力系统的核心设备之一，电力变压器的运行质量的好坏直接影响着整个电力系统能否安全稳定的运行。
主变因抗短路能力不足导致的事故，故障突发性强，后果严重，运行风险长期存在。
随着电力系统容量逐步增大，系统短路电流逐年增加，变压器抗短路能力考验越来越严高。
加上变压器本身设计缺陷以及制造水平有限，变压器承受着巨大的威胁和挑战。
在诸多电力变压器事故中，短路故障尤为突出。
尤其是变电站母线短路或变压器出口处短路，短路时出现的强大电流会产生巨大的电动力，往往会对变压器造成一定的损坏。
变压器绕组失稳，极易造成变压器整体损毁。
一台大型电力变压器如果因为设计或制造不完善在系统运行过程中发生短路，特别是与发电机直接相连的主变压器发生短路损坏，将迫使发电机停止发电，随之而来的就是大面积的停电，严重影响供电的可靠性。
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规定，要求电力变压器在运行中应能承受住各种短路事故。
2．抗短路校核方法2.1 仿真计算法通过建立变压器仿真模型，施加短路电流激励，计算漏磁场的分布，以计算绕组的各个部分的受力分析。
通过仿真计算出漏磁场的分布，进而可以把绕组的每饼所受的幅向里和轴向力均可以计算得出。
对绕组的受力分析最为精细化。
但需要较为高端的仿真计算平台。
不足之处是建立模型复杂，建模的方法及标准不统一，每个厂家得出的结果有较大差异，对校核人员要求高。
2.2 经验公式法（1）国际大电网经验公式法：偏重于幅向失稳临界应力的计算，幅向压缩应力不大于失稳临界应力即可。
提高变压器抵抗短路能力的措施
提高变压器抵抗短路能力的措施摘要：为了提高变压器抗短路能力，必须及时进行短路引发故障的原因分析。
及时找到变压器设备损坏原因，指出存在问题。
本文从变压器短路损坏现象出发，进行了变压器结构、工艺和试验环节需考虑的问题，从运行维护角度提出了应对措施。
旨在提高变压器抗突发短路的能力。
关键词：变压器；抵抗短路；措施分析引言现今，中国在电力方面的进步非常大，中国经济的快速发展也使得社会提高了电力系统的标准，需要更好的供电方式来满足。
就现在正在使用的变压器的情况看，还有很多问题需要解决，其中之一就是短路问题，这一问题给电力系统正常供电的平稳及安全带来障碍。
所以，如何解决好变压器的短路问题显得十分有必要。
1.变压器短路原因的分析通过对损坏变压器维修，分析变压器出口短路导致变压器内部故障和事故造成变压器抗短路能力差有以下几个方面。
1.1结构设计不合理第一、分接段设计不合理。
目前变压器内主绕组中带分接尽管给运行带来很大方便，但分接引线端部引出会造成端部电场分布不均匀，导致局部增大，同时横向不平衡安匝漏磁增加，使变压器动稳定性降低。
第二、绕组结构设计不合理。
绕组设计时未采用硬纸筒绕制结构；主绕组带调压绕组的绕组结构，高低压安匝不平衡，调压绕组对应部分的低压绕组也容易变形；斜口螺旋式绕组两端不平衡安匝大，漏磁严重，变形也严重；采用普通换位导线时，机械强度较差，在承受短路机构力时易出现变形、散股、露铜现象。
第三、原材料选用不合理。
变压器绕制上采用的原材料不当，即使用软导线。
由于变压器结构设计，原材料采用的不合理造成变压器抗短路能力差的主要原因。
1.2制造工艺不良第一、绝缘垫块不进行预处理。
因绝缘垫块的收缩现象严重，冲剪下来的绝缘垫块边缘锋利，短路时锋利的边缘易挫伤导线绝缘，造成匝间短路。
第二、绕组绕制不紧。
绕组绕制时，导线的张紧力不够，造成绕组绕制较松，造成导线悬空。
第三、绕组套装间隙过大。
导线绕组内支撑不够，造成三相内外绕组中心不一致，三相频谱偏差严重。
变压器加固方案
变压器加固方案一、引言变压器作为电力系统中的重要设备之一，在运行过程中承担着电能的传输和分配任务。
为了确保变压器的安全稳定运行，加固变压器成为一项必要的工作。
本文将针对变压器加固方案进行详细介绍，包括加固原因、加固方法、加固材料等内容。
二、加固原因1. 老化和磨损：随着变压器的使用时间增长，其内部绝缘材料和结构可能会浮现老化和磨损，导致其承载能力下降。
2. 外力冲击：变压器在运输、安装和维护过程中可能会受到外力的冲击，导致变压器结构的破损和变形，进而影响其正常运行。
3. 自然灾害：地震、风暴等自然灾害可能对变压器造成损坏，加固变压器可以提高其抗灾能力，降低损坏风险。
三、加固方法1. 结构加固：对变压器的外壳和支撑结构进行加固，以增强其整体强度和稳定性。
可以采用加厚钢板、加固角钢等材料进行加固，通过加强连接件的设计和安装，提高变压器的抗震能力。
2. 绝缘加固：对变压器的绝缘材料进行加固，以提高其绝缘性能和耐久性。
可以采用绝缘胶带、绝缘漆等材料对绝缘部份进行包覆和修复，确保变压器在高温、高压等恶劣环境下的安全运行。
3. 冷却系统加固：对变压器的冷却系统进行加固，以确保其正常运行和散热效果。
可以加装冷却风扇、散热片等设备，增加冷却介质的流动和散热面积，提高变压器的散热效果。
4. 地基加固：对变压器的地基进行加固，以增强其抗震性能和稳定性。
可以采用加固地基的方法，如加固混凝土、加固地脚螺栓等，确保变压器在地震等自然灾害中的安全运行。
四、加固材料1. 钢材：用于加固变压器的外壳和支撑结构，可以采用高强度钢板、角钢等材料。
2. 绝缘材料：用于加固变压器的绝缘部份，可以采用绝缘胶带、绝缘漆等材料。
3. 冷却材料：用于加固变压器的冷却系统，可以采用冷却风扇、散热片等材料。
4. 地基加固材料：用于加固变压器的地基，可以采用加固混凝土、地脚螺栓等材料。
五、加固效果评估对变压器加固方案进行效果评估是确保加固工作的重要环节。
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变压器抗短路能力校核及加固方法
发表时间：2020-03-19T12:58:14.891Z 来源：《河南电力》2019年8期作者：吴炳荣[导读] 电力变压器的可靠性由其健康状况决定，不仅取决于设计制造、结构材料，也与检修维护密切相关。
就电力系统中变压器抗短路能力校核方法及抗短路能力的提高的问题进行了探讨。
（广东能建电力设备厂有限公司广东广州 510285）
摘要：电力变压器是传输、分配电能的枢纽，是电力网的核心元件，其可靠运行不仅关系到广大用户的电能质量，也关系到整个系统的安全程度。
电力变压器的可靠性由其健康状况决定，不仅取决于设计制造、结构材料，也与检修维护密切相关。
就电力系统中变压器抗短路能力校核方法及抗短路能力的提高的问题进行了探讨。
关键词：电力系统；变压器；抗短路能力；抗短路校核
1 概述
作为电力系统的核心设备之一，电力变压器的运行质量的好坏直接影响着整个电力系统能否安全稳定的运行。
主变因抗短路能力不足导致的事故，故障突发性强，后果严重，运行风险长期存在。
随着电力系统容量逐步增大，系统短路电流逐年增加，变压器抗短路能力考验越来越严高。
加上变压器本身设计缺陷以及制造水平有限，变压器承受着巨大的威胁和挑战。
在诸多电力变压器事故中，短路故障尤为突出。
尤其是变电站母线短路或变压器出口处短路，短路时出现的强大电流会产生巨大的电动力，往往会对变压器造成一定的损坏。
变压器绕组失稳，极易造成变压器整体损毁。
一台大型电力变压器如果因为设计或制造不完善在系统运行过程中发生短路，特别是与发电机直接相连的主变压器发生短路损坏，将迫使发电机停止发电，随之而来的就是大面积的停电，严重影响供电的可靠性。
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规定，要求电力变压器在运行中应能承受住各种短路事故。
2．抗短路校核方法2.1 仿真计算法通过建立变压器仿真模型，施加短路电流激励，计算漏磁场的分布，以计算绕组的各个部分的受力分析。
通过仿真计算出漏磁场的分布，进而可以把绕组的每饼所受的幅向里和轴向力均可以计算得出。
对绕组的受力分析最为精细化。
但需要较为高端的仿真计算平台。
不足之处是建立模型复杂，建模的方法及标准不统一，每个厂家得出的结果有较大差异，对校核人员要求高。
2.2 经验公式法（1）国际大电网经验公式法：偏重于幅向失稳临界应力的计算，幅向压缩应力不大于失稳临界应力即可。
（2）日本专业委员会经验公式法：用于评判幅向失稳的安全性能特点：算法公开，不需要建立复杂的模型，每个厂家得出的结果有差异较小；主要偏重于幅向失稳应力的计算。
2.3 短路电流比较法通过实际运行方式下流经主变的最大短路电流，与出厂设计值对比，得出抗短路性能。
相对比较简单、可行，可进行大批量滚动性的校核。
流经主变的最大短路电流按GB1094.5中的计算方法来进行计算。
3抗短路能力改造方法
3.1直接更换
上世纪80年代中后期制造的变压器产品，110kV及以上电压等级变压器广泛采用薄绝缘和铝、铜线制作线圈，因材料和工艺技术原因存在绝缘强度低、抗短路能力差的问题。
因此，对出厂时间超过20年，绝缘老化严重的变压器，可考虑淘汰更新。
3.2返厂加固改造
（1）将抗短路能力较差的线圈更换为强度更高的铜导线或自粘换位导线。
（2）完善结构设计
a 合理调整线圈安匝分布，减少短路时线圈的轴向电动力；
b 采用高强度层压板制作绝缘件，器身压紧采用整圆层压板；
c 内线圈增加硬纸筒，内撑条数量加倍以提高支撑强度；
d对垫块进行密化处理。
就是把绝缘垫块进行压力预处理，使其成为符合要求的弹性材料。
保证绕组在长期运行过程中始终处于正常的压紧状态．满足动稳定性的要求。
（3）工艺措施方面
a绕组绕制采用带张力拉紧装置的立绕机绕制，提高绕组的张紧度；
b采用恒压干燥和相套装工艺；
c采用线圈干燥、相套装干燥、器身干燥共三次干燥工艺使垫块充分收缩；
d器身总装配时按短路强度计算要求的压紧力，对器身进行均匀压紧。
3.3加装限流电抗器
对于部分返厂或现场改造有困难的变压器，且预留有安装场地，可采取在低压侧加装限流电抗器，以增加线路阻抗值限制短路电流。
4 结语
变压器能否承受各种短路电流主要取决于变压器结构设计和制造工艺，且与运行管理、运行条件及施工工艺水平等方面有很大的关系，变压器短路事故对电网系统的运行危害极大，为避免事故的发生，应从多方面采取有效的控制措施，以保证变压器及电网系统的安全稳定运行。
本文对电力变压器抗短路的校核方法和如何提高变压器的抗短路能力的方法分别进行了初步的阐述，希望能为电力系统运行人员提供一些改进思路。
参考文献：
[1]IEC. Loading guide for oil - immersed power transformer[S ]，revision of publication 60076
[2]王晓刚．提高电力变压器抗短路能力措施．电工技术，2003，（12）：17118．
[3]谢毓城，电力变压器手册.机械工业出版社，2003.。