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】针对试论电力系统中变压器抗短路能力提高的办法，文中从电力变压器概述，包括电力变压器的基本结构和电力变压器的工作方式，探讨了电力变压器的短路能力，主要是变压器的规范设计、变压器与短路试验、可靠的继电保护与自动重合闸、变压器绕组与变形测试和运行维护与短路保护系统。

【关键词】电力系统；变压器；抗短路能力；运行环境 0.引言

电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器的作用是多方面的不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。电力变压器是电力系统的核心元件，是传导、分配电力能量的枢纽，广大电力用户的电能质量和整个系统的安全程度，和变压器的安全可靠运行是分不开开的。电力变压器的健康状况决定其可靠性，与变压器的设计构造、材料结构，以及检修维护密切相关。本文从电力系统中变压器抗短路能力的提高方法进行探讨。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，也与检修维护密切相关。 1.电力变压器概述 1.1电力变压器的基本结构

通常的电力变压器大部分为油浸式。铁芯和绕组都浸放在盛满

变压器油的油箱之中，各绕组的端点通过绝缘套管而引至油箱的外面，以便与外线路连接。因此，电力变压器主要由五个部分组成：①铁芯；②带有绝缘的绕组；③变压器油；④油箱；⑤绝缘套管。 （1）铁芯：变压器的铁芯是变压器的磁路。由于变压器铁芯中的磁通为一交变磁通，为了减小涡流损耗，变压器的铁芯用电工钢片叠成。

（2）绕组：按照绕组在铁芯中的排列方法分类，变压器可分为铁芯式和铁壳式两类。变压器绕组的基本形式有同芯式和交叠式两种，铁芯式变压器常用同芯式绕组，铁壳式变压器常用交叠式绕组。 （3）变压器油：变压器油的作用是双重的：①可以增强绝缘；②铁芯和绕组中由于损耗而发出热量，通过油在受热后的对流作用把热量传送到铁箱表面，再由铁箱表面散到四周。 1.2电力变压器的工作方式

电子电力变压器主要是采用电力电子技术实现的，其基本原理是在原方将工频信号通过电力电子电路转化为高频信号，即升频，然后通过中间高频隔离变压器耦合到副方，再还原成工频信号，即降频。通过采用适当的控制方案来控制电力电子装置的工作，从而将一种频率、电压、波形的电能变换为另一种频率、电压、波形的电能。由于中间隔离变压器的体积取决于铁芯材质的饱和磁通密度以及铁芯和绕组的最大允许温升，而饱和磁通密度与工作频率成反比，这样通过提高其工作频率，就提高了铁芯的利用率，最终减小了变压器的体积，而且提高了整体效率。

2.电力变压器的短路能力

变压器本身的制造质量和运行环境以及检修质量，决定着变压器的安全、经济与可靠运行。本文主要论述在变压器运行维护过程中，预防变压器突发性故障的有效方法。电网经常会由于雷击、继电保护误动或拒动等造成短路，短路电流的强力冲击可能会使变压器受损，所以应从各方面努力提高变压器的耐受短路能力。从变压器短路冲击事故的统计结果表明，制造原因引起的占80%左右，而运行、维护原因引起的仅占10%左右。有关设计、制造方面的措施在其他地方已经有所论述，本文着重就运行维护过程中应采取的措施加以说明。运行维护过程中，一方面应尽量减少短路故障，从而减少变压器所受冲击的次数；另一方面应及时测试变压器绕组的形变，防患于未然。 2.1变压器的规范设计

重视线圈制造的轴向压紧工艺。制造厂家在设计时，除要考虑变压器损耗的降低，提高绝缘水平外，还要考虑到提高变压器的机械强度以及抗短路故障的能力。在制造工艺方面，由于很多变压器都采用了绝缘压板，且高低压线圈共用一个压板，这种结构要求要有很高的制造工艺水平，应对垫块进行密化处理，在线圈加工好后还要对单个线圈进行恒压干燥，并测量出线圈压缩后的高度；同一压板的各个线圈经过上述工艺处理后，再调整到同一高度，并在总装时用油压装置对线圈施加规定的压力。在总装配中，除了要注意高压线圈的压紧情况外，还要特别注意低压线圈压紧情况的控制。

2.2变压器与短路试验

对于大型变压器的运行可靠性，取决于其结构和制造工艺水平，然后是在运行过程中对设备进行各种试验，及时掌握设备的工况。通过短路的承受试验，了解变压器的机械稳定性，针对其薄弱环节加以改善，以确保对变压器结构强度进行设计时，做到心中有数，胸有成竹。

2.3可靠的继电保护与自动重合闸

系统中的短路事故是人们竭力避免而又不能绝对避免的事故，特别是10kv线路因误操作、小动物偶然进入、外力以及用户责任等原因导致短路事故的可能性极大。因此对于已投入运行的变压器，首先应配备可靠的供保护系统使用的直流电源，并保证保护动作的正确性。结合目前运行中变压器杭外部短路强度较差的情况，对于系统短路跳闸后的自动重合或强行投运，应看到其不利的因素，否则有时会加剧变压器的损坏程度，甚至失去重新修复的可能。目前已有些运行部门根据短路故障是否能瞬时自动消除的概率，对近区架空线或电缆线路取消使用重合问，或延长间隔时间，减少因重合闸不成而带来的危害。 2.4变压器绕组与变形测试

通常变压器在遭受短路故障电流冲击后，绕组将发生局部变形，即使没有立即损坏，也有可能留下严重的故障隐患。首先，绝缘距离将发生改变，固体绝缘受到损伤，导致局部放电发生。当遇到雷电过电压作用时便可能发生匝间或饼间击穿，导致突发性的绝缘事

故，甚至在正常运行电压下，因局部放电的长期作用也可能引发绝缘击穿事故。因此，积极开展变压器绕组变形的诊断工作，及时发现有问题的变压器，并有计划地进行吊罩验证和检修，不但可节省大量的人力、物力，对防止变压器事故的发生也有极其重要的作用。传递函数h（jw）的零、极点分布情况与二端口网络内的元件及连接方式等密切相关。由于变压器绕组变形测试仪价格昂贵，且对人员的素质要求高，在生产运行中不易普遍开展。因此，在实际工作中，依据变压器绕组电容变化量来判断绕组是否变形的方法。尤其是在频率响应法不具备条件的情况下，可以通过横向、纵向对比积累的实际测得的电容量，及时掌握变压器绕组的工作状态，确保电网安全稳定的运行。

2.5运行维护与短路保护系统

在变压器安装时，应严格按照厂家的说明和规范要求进行施工，严把质量关，对发现的隐患必须采取相应措施加以消除。运行维护人员应加强变压器的检查和维护保修管理工作，以保证变压器处于良好的运行状况，并采取相应措施，降低出口和近区短路故障的几率。为尽量避免系统的短路故障，对于己投运的变压器，首先配备可靠的供保护系统使用的直流系统，以保证保护动作的正确性；其次，应尽量对因短路跳闸的变压器进行试验检查，可用频率响应法测试技术测量变压器受到短路跳闸冲击后的状况，根据测试结果有目的地进行吊罩检查，这样就可有效地避免重大事故的发生。 3.结语

在电力系统中变压器能否承受各种短路电流，主要取决于变压器的结构设计和制造工艺，而且与变压器的运行管理运行条件及施工工艺技术水平等方面都有很大的相互关系，由于变压器如果发生短路事故会对电网系统的运行造成极大危害，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。 【参考文献】

[1]潘志奇.浅议电力系统中变压器抗短路能力提高的措施.科技与企业，2012-02-22.

[2]郑红艳，刘海龙.浅议电力系统中变压器抗短路能力提高的措施.中小企业管理与科技（下旬刊），2010-12-25.