老旧变压器抗短路能力不足的防范措施
110kV变压器抗短路能力不足典型案例分析与对策
110kV变压器抗短路能力不足典型案例分析与对策发表时间：2018-05-08T16:10:08.030Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：杨彪谭海波靳泰然杨俊波李啟陆[导读] 摘要：文中论述了一起110kV变压器在运行中因抗短路能力不足返厂大修，详细介绍了改造的具体工作内容和时间计划，探讨了运行中变压器在提高抗短路能力改造方面加强线圈轴向压力和屈服应力的工艺和做法，并对提高抗短路能力不足的变压器关键改造工艺进行探讨；提出对提高变压器短路承受能力具有有针对性的、可操作性的设计要求、工艺规范。
（云南电网有限责任公司昆明供局云南昆明 650020）摘要：文中论述了一起110kV变压器在运行中因抗短路能力不足返厂大修，详细介绍了改造的具体工作内容和时间计划，探讨了运行中变压器在提高抗短路能力改造方面加强线圈轴向压力和屈服应力的工艺和做法，并对提高抗短路能力不足的变压器关键改造工艺进行探讨；提出对提高变压器短路承受能力具有有针对性的、可操作性的设计要求、工艺规范。
关键词：变压器；抗短路；半硬自粘；工艺一、前言输变电设备中变压器作为主要设备，承担着把发电厂发出的电能量升高电压长距离的输送到用电地区，末端再把电压降低为各级使用电压，以满足不同用电的需要；而早期我国90年代生产的电力变压器由于受设计标准、生产工艺、材料性能限制，长期运行过程中变压器线圈压紧力下降，铁芯松动，主变防雷措施不当，主变周边雷电活动比较频繁，主变抗短路能力已不能满足要求，存在主变抗短路能力不足的隐患，直接影响变压器健康水平，严重时可能会导致近区短路工况下变压器内部出现故障，影响整个电网系统的安全稳定运行，因此，提高电力变压器抗短路能力，减少变压器事故，显得尤为重要。
本文通过实际的主变短路能力不足改造案例对电力变压器抗短路能力改造内容及关键工艺进行的分析，提出了电力变压器在设计、工艺和结构方面提高抗短路能力的方法与措施。
二、主变改造案例1、项目前期调查分析调研某局110kVXXX变电站110kV1号主变型号为SFSZ8-40000/110型变压器，1997年7月投运至今，已达到近20年，由于当时受设计标准、生产工艺、材料性能限制，存在以下几种问题。
浅谈变压器抗短路措施
浅谈变压器抗短路措施变压器是电力系统中常用的电气设备，它主要用于将高电压变换为低电压或低电压变换为高电压。
在变压器运行中，由于各种原因，可能会发生短路故障，如果不及时采取措施，短路故障可能会导致严重的损坏甚至爆炸。
因此，保护变压器免受短路故障的影响是非常重要的。
变压器抗短路措施主要包括：选择合适的变压器类型、绕组的绝缘设计、合理配置保护装置以及正确的操作和维护等。
首先，选择合适的变压器类型是防止短路故障的首要措施之一、根据电力系统的需求和用途，可以选择不同种类的变压器，如干式变压器或油浸式变压器。
干式变压器由于不需要使用绝缘油，因此具有较高的抗短路能力。
油浸式变压器则通过绝缘油来提高其抗短路能力，同时还具有更好的散热性能。
其次，绕组的绝缘设计也是防止短路故障的重要措施之一、绕组是变压器的核心部件，其绝缘设计直接影响着变压器的抗短路能力。
在设计绕组时，应尽量减小绕组的电阻和电感，同时合理选择导线的材料和截面积，以提高绕组的短路容量。
此外，合理配置保护装置也是防止短路故障的重要举措之一、保护装置能够根据变压器发生短路故障时的电流和电压变化来自动判断故障类型，并采取相应的保护措施。
常见的保护装置包括熔断器、断路器和差动保护装置等。
熔断器可以在短路电流通过时迅速熔断，切断故障电路；断路器可以通过控制开断器件的切换来切断故障电路；差动保护装置则通过监测绕组两侧的电流差异来判断是否发生短路故障。
最后，正确的操作和维护也是防止短路故障的重要手段。
操作人员应该严格按照操作规程操作变压器，不得超过其额定功率和电流，避免引起过载和短路。
同时，定期对变压器进行检查和维护，确保其正常运行和可靠性。
如定期检查绕组的绝缘状态，检测接地电阻和继电器的工作情况等。
综上所述，变压器抗短路措施是保护变压器免受短路故障的重要措施。
通过选择合适的变压器类型、合理设计绕组绝缘、配置保护装置以及正确的操作和维护等，可以提高变压器的抗短路能力，确保电力系统的安全稳定运行。
变压器短路故障存在的问题及防护措施
变压器短路故障存在的问题及防护措施作者：姚以沛来源：《中国科技纵横》2014年第22期【摘要】电力变压器是最为主要的设备之一，它起着电压的变换，电能的传输与分配作用。
变压器的正常运行能够保证电力系统安全、稳定的运行，因此，必须防止和减少变压器故障的发生。
但是，变压器安装投入长期使用后出现故障是不可避免的，如设备制造、安装和维修中存在着问题和事故隐患，特别是设备长期运行后造成的设备自然老化，也是发生故障的因素之一。
同时，提出通过提高技术改进和降低短路事故的措施。
【关键词】电力变压器变压器故障原因分析改进措施电网要实现安全稳定的运行必须要求继电保护装置处在最佳的工作状态，而变压器作为继电保护装置的主要变电设备，其制造复杂、成本高，维修难度比较大，因此，保证变压器的安全运行对电力系统具有重要意义。
根据变压器发生的变压器问题，需要对短路产生原因进行深入的研究分析，并提出防护措施，保证电力系统的正常运行，保证供电可靠性。
1 变压器故障概述电力变压器的故障可分为内部故障和外部故障两种。
内部故障是变压器油箱内出现的各种问题，主要包括绕组的线匝之间发生的匝问短路，各相绕组之间发生的相问短路，绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。
外部故障是变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，包括绝缘套管闪络或破碎而发生的短路，引出线之间发生相问故障等。
由于变压器故障涉及面较广，对变压器故障的类型一般是根据常见的故障易发区位划分，如绝缘故障、铁心故障、分接开关故障等。
而对变压器本身影响最严重、目前发生机率最高的又是变压器出口短路故障，同时还存在变压器渗漏故障、油流带电故障、保护误动故障等等。
因此，很难以某一范畴规范划分变压器故障的类型，下面仅对变压器短路故障进行简单的阐述。
2 变压器短路故障的问题分析2.1 结构短路分析（1）温度和绕线方式是导致变压器短路的重要因素。
温度对导线的强度和弯度有很大的影响，当导线的温度过高时，使导线的弯度、强度有所下降，导线的延伸率也会下降。
变压器绕组短路故障的成因和预防措施是什么
变压器绕组短路故障的成因和预防措施是什么在电力系统中，变压器是至关重要的设备之一，它承担着电压变换、电能传输和分配的重要任务。
然而，变压器绕组短路故障是一种常见且严重的问题，可能导致电力系统的故障甚至停电，给生产和生活带来极大的不便和损失。
因此，了解变压器绕组短路故障的成因，并采取有效的预防措施，对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
一、变压器绕组短路故障的成因1、绝缘老化变压器长期运行在高电压、大电流的环境中，绕组的绝缘材料会逐渐老化。
绝缘老化会导致绝缘性能下降，使绕组之间或绕组与铁芯之间的绝缘电阻降低，容易引发短路故障。
此外，温度、湿度、氧气等环境因素也会加速绝缘材料的老化过程。
2、过电压过电压是指电力系统中出现的电压超过正常运行电压的情况。
例如，雷击、操作过电压、系统故障等都可能导致过电压的产生。
过电压会使变压器绕组的绝缘承受过高的电压应力，可能造成绝缘击穿，从而引发短路故障。
3、短路电流冲击当电力系统中发生短路故障时，会产生巨大的短路电流。
短路电流通过变压器绕组时，会产生强大的电动力，使绕组发生变形、位移甚至断裂。
如果短路电流持续时间较长，还可能导致绕组的绝缘损坏，引发短路故障。
4、制造和安装缺陷在变压器的制造和安装过程中，如果存在工艺不良、质量控制不严等问题，可能导致绕组的绝缘损伤、绕组间距不均匀、紧固不牢固等缺陷。
这些缺陷在运行过程中容易发展成为短路故障。
5、绕组过热变压器绕组在运行过程中，如果由于过载、散热不良等原因导致过热，会使绝缘材料的性能下降，甚至烧毁绝缘，从而引发短路故障。
6、外部异物侵入变压器在运行过程中，如果有外部异物（如金属物体、小动物等）进入变压器内部，可能会导致绕组短路。
二、变压器绕组短路故障的预防措施1、定期维护和检测定期对变压器进行维护和检测是预防绕组短路故障的重要措施。
维护和检测内容包括：测量绕组的绝缘电阻、吸收比、介质损耗因数等绝缘性能参数；检查绕组的外观，有无变形、位移、过热等异常现象；检查分接开关的接触情况；检查变压器的油温、油位等。
电力变压器短路冲击损坏分析及防治措施
的进展水准。在突发短路问题作用下，电压相位突变和整体结构阻抗效率决定了变压器短 路电流的大小，尤其是在电动力作用较强的出口位置，单纯凭借现下的保护手段是无法及 时将故障问题切除的，所以必须想尽一切办法提升电力机械的强度，并以此维持出口绕组 在抵抗短路电流方面的动力稳定性能。
1.2.变压器短路状态下整体电动力效果研究 不同绕组之间在短路电流的冲击下会产生一定规模的漏磁空间，不同因素相互作用将引起 电动力效果的进一步扩散。这种漏磁现象主要包括两种类型的分量内容，即绕组轴向和辐 向的分量。绕组内部的短路电流一旦与漏磁现场相互影响时，绕组装置的辐向电动力就会 扩散，对内部结构产生一定的压力控制，而轴向作用力则按照绕组实际高度对下部结构施 加压力效果。 同时，带分接线位置存在漏磁附加形式的分量，其中的轴向作用力将围绕接线绕组不断蔓 延，令分接位置空档范围扩张。若要在此种条件下完成变压装置抵抗短路性能的提升工作， 应注意配合同相位空间内不同绕组之间的安匝平衡条件，并注意绕组的具体高度要保持一 致；分接段由于辐向安匝结构不平衡漏磁数量的增加，造成整体结构的稳定性降低，因此 必须对这部分的漏磁问题实施改造。
电力变压器短路冲击损坏问题的论述 按照过往观察、实践工作分析，有关此类结构的损坏形式的特征如下： 机械整体运行期限较短，加上出口处是造成短路危机的高频区，即便是持续作用的短路电 流没有越过标定值的最高限制，同时能维持正常的保护动作，将故障部位及时切断。但较 为关键的是低压绕组匝间位置短路，经常造成绝缘材质烧毁和导线烧断现象，单凭更换绕 组工作来说，整体结构修复时间就很长，在这个环节中也会受到绕组抗辐向压力的抵制。为了保证辐向绕紧 能力的持久，在方案设计活动中要根据立式绕线机和拉紧测量设备实现逐层调节。而变压 装置机身经过烘干处理后，内部撑条容易发生位移，从而影响装置稳定性能，所以要全面 增加撑条的数量，令线段位置部件间距减小，以此来增加内部绕组的强度效应。
如何有效提高变压器抗短路能力
如何有效提高变压器抗短路能力变压器是电力系统中重要的电力设备之一，在电力系统中发挥着功率变换和电力传输的作用。
但是，在变压器实际应用中，由于各种因素，会出现变压器短路的情况，特别是在高压侧短路容易发生。
这时，如何提高变压器的抗短路能力，是保障电力系统安全运行的重要环节。
本文主要介绍了如何有效提高变压器抗短路能力。
一、提高绕组电气强度绕组的电气强度一般指变压器中的绝缘强度、空气间隙和介质损耗等电气性能，现场运行经验表明，提高绕组的电气强度可以显著提高变压器的抗短路能力。
在制造变压器时，增加变压器绕组的电气强度是提高变压器短路能力的有效方法。
一般来说，绕组电气强度与线与线之间的最小间距有关，提高线与线之间的最小间距，可增加绕组的电气强度，提高变压器的抗短路能力。
二、提高冷却系统的冷却能力变压器的短路能力与变压器的冷却系统密切相关，过热会导致绝缘层老化，降低绝缘强度，从而降低变压器的抗短路能力。
因此，提高变压器的冷却能力可以显著提高变压器的抗短路能力。
目前，变压器的冷却方式主要包括自然冷却和强制油循环冷却两种形式，采用强制油循环冷却可以显著提高变压器的冷却能力。
三、提高变压器的机械强度变压器的机械强度一般是指变压器沿变压器装载方向的承受能力。
随着用电设备数量的不断增长，变压器的装载电流也越来越大，变压器的机械强度需要不断提高，才能满足电力系统的需要。
在变压器制造的过程中，增加变压器机械强度的方法可以采用增加变压器铁芯的厚度、增加变压器绕组的宽度等方法，从而增加变压器的机械强度，提高变压器的抗短路能力。
四、采用低电阻高导电性的材料高导电材料对电流有更好的传导性质，低电阻的物质也有助于电流的流动，在工程实践中可以通过采取低电阻、高导电性的专用材料来提高变压器的短路能力。
铜线塑封成型、铜条穿孔装配和银质接触片是能够有效提高变压器抗短路能力的材料。
五、提高绝缘质量变压器的绝缘系统将绕组和绝缘物质置于同一电源中，依靠绝缘物质隔离两者防止漏电，因此提高变压器的绝缘质量也能提高变压器的抗短路能力。
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。
防止变压器近区短路措施
防止变压器近区短路措施
为了防止变压器发生近区短路，可以采取以下措施：
1. 加强变压器的维护和检查：定期对变压器进行巡检，重点关注变压器的绕组、铁芯、绝缘等关键部位，及时发现并处理异常情况。
2. 增强变压器的抗短路能力：在变压器设计阶段，应充分考虑抗短路能力，选择合适的材料和结构，提高绕组的机械强度。
同时，在变压器运行阶段，应尽量避免受到突然的电压或电流冲击。
3. 安装保护装置：在变压器上安装继电保护装置，对变压器的运行状态进行实时监测，一旦发生短路故障，保护装置能够迅速切断电源，防止事故扩大。
4. 改善变压器的运行环境：保持变压器的运行环境干燥、清洁，防止灰尘、杂物等进入变压器内部，影响其绝缘性能。
同时，应避免变压器长时间在高温、高湿等恶劣环境下运行。
5. 增强用户侧的用电管理：加强用户侧的用电管理，规范用电设备的运行和维护，避免因用户侧的设备故障引发近区短路。
6. 定期进行变压器的预防性试验：通过预防性试验，对变压器的性能进行全面检测，确保其运行状态良好。
特别是对变压器的绝缘性能进行检测，及时发现并处理潜在的绝缘缺陷。
7. 提高配电网络的安全性和可靠性：加强配电网络的建设和管理，提高其安全性和可靠性，降低发生近区短路的可能性。
通过以上措施的实施，可以有效地防止变压器发生近区短路故障，保障电力系统的安全稳定运行。
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老旧变压器抗短路能力不足的防范措施
发表时间：2018-11-13T19:33:30.470Z 来源：《电力设备》2018年第20期作者：高奋伟[导读] 摘要：随着电网规模的不断扩大，老旧变压器抗短路能力不足问题日益凸显，制约了电网的发展，影响了电网的安全稳定运行。
（邯郸供电公司河北邯郸 056000）
摘要：随着电网规模的不断扩大，老旧变压器抗短路能力不足问题日益凸显，制约了电网的发展，影响了电网的安全稳定运行。
本文通过一起低压侧相间短路引发的变压器故障案例，剖析故障原因，总结了应对老旧变压器抗短路能力不足的措施。
关键词：电力变压器；抗短路能力；故障分析；防范措施
引言
电力变压器是发电厂和变电站的主要设备之一，在系统中承担着转换电压的作用，升压变通过升高电压实现远距离输电，同时减少线路损耗，降压变将电压降低为各级使用电压，满足客户用电需求。
运行中的变压器发生故障，必定会造成大面积停电事故，对社会稳定、人民生命财产，甚至是国家安全造成不可估量的损害。
但是随着电网规模的不断扩大，电力系统中的短路电流水平也逐年增大，对变压器的的抗短路电流水平提出更高的绝缘要求，目前在运的老旧变压器普遍存在设计绝缘裕度小、工艺水平低、制造质量差，已经出现绝缘老化、抗短路能力不足、缺陷频发的趋势，严重影响到电力系统安全稳定运行。
以下通过一起低压侧相间短路引发的变压器故障案例，分析为保证老旧变压器可靠运行，当前电网条件下应采取的防范措施。
事故案例
2017年11月5日220kV某变电站35kV苑西线353线路、母线保护动作，后1号主变差动保护动作，本体重瓦斯动作。
跳闸变压器型号为SFSZ10-120000/220，2005年4月投运，故障开关柜型号为GBC-40.5(F)-6，2008年1月投运。
现场检查发现353开关柜柜顶穿柜套管存在发热及电弧灼烧痕迹,C相套管连接铝排烧断，连接螺母存在明显放电痕迹。
故障后，试验人员对1号主变进行了诊断性试验项目，试验数据见表1。
表1 1号变诊断性试验异常数据
试验日期：2017年11月6日天气：晴温/湿度：9℃/60.0%
依据Q/GDW 1168-2013输变电设备状态检修试验规程，数据分析如下：
1、油中溶解气体：1号主变乙炔含量9.052uL/L，超出规程要求值5uL/L，三比值编码为102，初步判断该主变内部发生过电弧放电。
2、绕组直阻：1号主变低压侧绕组直阻不平衡率9.46%，超出规程要求值2%。
经换算得到低压侧相电阻分别为Ra:0.05662Ω，Rb:0.066978Ω，Rc:0.068129Ω。
初步判断A相低压线圈可能存在匝间短路。
3、绕组频率响应：规程要求“绕组频响曲线的各个波峰、波谷点所对应的幅值及频率基本一致时，可以判定被测绕组没有变形”，1号主变频率响应曲线高压绕组基本一致，中、低压绕组存在波峰、波谷点不一致现象，初步判断该变压器可能存在绕组变形。
4、短路阻抗：1号主变短路阻抗高-中相间互差3.72%，中-低相间互差2.1%，均超出规程要求值2%，高-中初值差1.94%，超出规程要求值1.6%。
进一步判断该变压器存在绕组变形。
5、电容量：低压-铁芯间电容量偏差最大，为2.18%，其次为中压-低压间，为-1.41%。
初步判断该变压器低压线圈与铁芯间距减小，与中压线圈间距增大。
综合试验数据和故障时保护动作情况，初步判断该变压器由于低压侧相间短路产生大电流，导致绕组短时间内急剧发热，热胀冷缩和大电流产生的电动力使中低压绕组发生严重变形，变形部位的电场强度发生畸变，局部场强超过绝缘耐受值从而击穿绝缘油产生电弧放电。
发生故障时，产气速率加剧，并且产生乙炔等特征气体，急剧膨胀的气体使变压器内部压力突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，造成重瓦斯保护动作。
案例暴露的问题
据了解，该站发生过两次低压侧线路保护动作，短路电流均不超过3kA，持续时间均不超过2秒，远小于主变低压侧12.5kA的可承受短路电流,变压器不存在变形累积效应，由此反映出该变压器自身存在质量问题。
在保护正常动作的情况下，承受了220ms的短路电流即发生内部损坏，暴露了该变压器抗短路能力不足，无法有效承受正常情况下短路冲击。
由于该变压器为2004年生产,当时执行的是《电力变压器承受短路能力标准GB1094.5-2003》,出厂时满足抗短路能力要求。
但是按照2009年6月1日发布的GB1094.5-2008附录A中给出的短路能力指导性评估原则进行计算校核，该主变不能满足全工况条件下的抗短路能力要求。
解决方案
目前，2009年前在运的变压器均执行的是老标准的抗短路能力要求，已经不能满足当前电网运行需求。
而在运的老旧变压器数量多，且承担部分重要用电负荷，为保证电网的安全运行，建议采取以下措施应对老旧变压器抗短路能力不足的状况。
1、针对系统老旧变压器，缩短红外测温、油色谱带电检测、变压器高频局部放电的检测周期，在迎峰度夏、度冬等负荷高峰时间段应适当增加检测频次。
2、避免低压侧短路故障。
在例行检修维护中，对老旧变压器低压侧设备及低压侧各连接部分的螺栓紧固情况进行全面排查。
同时对低压侧设备定期进行隐患排查和红外带电检测，发现缺陷及时消除，以防发展成短路故障，引起主变跳闸。
3、优化电网运行方式。
通过新增变压器或转带负荷等方式适当减轻老旧变压器供电负担。
4、根据电网运行规划、老旧变压器运行年限、所带负荷大小及负荷重要程度分批次、分区域逐步更换老旧变压器，采用抗短路能力强的新型变压器。
结束语
老旧变压器抗短路能力不足已经成为电网发展的一块短板，我们在扩大电网规模、发展电网新技术的同时，更要注重老旧变压器的治理工作，这样才能确保电网安全可靠运行。