变压器短路认识Word格式.docx
- 文档编号:8211800
- 上传时间:2023-05-10
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:56.11KB
变压器短路认识Word格式.docx
《变压器短路认识Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《变压器短路认识Word格式.docx(8页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
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
A1.8,2U
、-I
电流的最大值为ch3一X2R^;
3
式中:
U—线电压
X2R2—折算到变压器低压侧的电阻
女口:
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,110KV102及35KV302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,C2H比重
也很大,H2含量判断为内部有高能量放电性故障,并作进一步的定位
分析确认为变压器出口短路。
下面我们计算一下此种情况下的短路电
流:
短路故障电流的计算:
该变铭牌参数如下表所示:
型号
短路损耗(kw)
阻抗电压(%
SFS-31500/110
R_2Rj3
U1_2U1」U2_3
222165.5210.5
16.46.059.8
1)计算短路电阻(折算到低压侧)
畑「咏心浪2"
g=222165.5-210.5.88.5
22
2)短路电抗的计算
则有
11103
三相短路电流周期分量有效值的计算
Id3
41.78(kA)
X2R2、(0.0094)2(-0.012)23
短路电流最大值为
ich3」21.841.78=106.35(kA)
二、短路电动力分析
在短路状态时,变压器额定电压全部加到变压器阻抗电路中,此
时,短路电流将达到额定电流的几倍到几十倍,这巨大的短路电流流
经绕组,一方面产生很大的损耗,使绕组发热,导致温度急剧上升,造成变压器的绝缘脆化,而使变压器退出运行;
另一方面,短路电流产生的巨大的电动力,在该电动力作用下,绕组饶饼与线饼之间,引线与引线之间以及线匝与线匝之间均产生强烈的相互运动,导致变压
器的绝缘发生机械损伤而造成内部短路。
这是发生短路时损坏变压器的主要原因。
短路电动力的大小,不仅决定于变压器和系统的短路阻抗(指对称分量),还决定于短路开始瞬间一次电压的相位角(指非对称分量)。
在绕组内部,匝与匝、饼与饼、层与层之间的电流方向均相同,
该电流产生的电动力称之为内力。
在该内力作用下,绕组内部各导线
紧紧靠在一起,有缩成一团的趋势
在绕组外部,一次绕组与二次绕组之间,一个为顺时针方向流过
电流,另一个必然为逆时针方向流过电流,该电流产生的电动力称之
为外力。
在外力作用下,内外绕组之间、高低压引线之间、同一绕组但电力方向相反的引线之间(低压线端母线排与中性点母线排)将互
相排斥,压迫铁心、压板、夹件、压钉等结构件。
当变压器突然短路时,数倍乃至数十倍的短路电流产生的巨大电动内力和电动外力,将有使变压器器身结构失去稳定的趋势。
还以上述事故为例,最大冲击系数1二应二!
06350.202.6
ZN524.86
这时,绕组承受的电动力为
F二:
2Fn=41046Fn
即,出口短路事故后,绕组承受的最大电动力为额定荷载时的
41046倍,强大的电动力可能使绕组被蹦断或被压得变形,如果继电保
护没有及时动作掉闸、强大的冲击电流可能将变压器烧毁或线圈部分熔断。
另外,由于电力系统有线路阻抗,所以不同位臵发生的短路,将引起不同的短路电流及电磁机械力。
以110KV系统为例,系统短路表
观容量(按标准)8000MVA设线路长40km,阻抗0.4Q/km,则首端0Q,中间8Q,末端16Q,电力变压器阻抗10.5%,则可计算出下列短路I与电磁机械力F(见下图及下表)。
16MVA20MVA,25MV.
JOMVA
」Z5MVA
Z63MVA
8.0MVA
00
.tl
3L5MVA—
40MVA-
50MVA-
63MVA
20
40
线路长度/(km)
电磁机械力与短路位置的关系
I与F(%)
变压器
(MVA)从
首端(0Km)
中间(20Km)
末端(40Km)
6.3
I
100
96
93
F
87
8.0
95
91
90
83
10
94
89
88
79
12.5
86
76
16
69
80
64
25
58
31.5
84
72
71
52
81
68
66
46
50
77
63
59
73
57
53
33
变压器容量愈大,在中间和末端受到的短路电磁机械力愈小,反之则愈大。
以上是按三相短路估算的,如只发生单相对地,或两相对地短路机械力要小得多,一般不会发生重大的问题。
三、电力变压器短路的原因:
(1)变压器本身动稳定性能差电力变压器因外部短路而损坏的因素很多,情况也比较复杂。
但从近几年来电力变压器短路事故发生的过程、现象及其事后的解体检查情况看,电力变压器之所以短路后立即造成损坏,主要是电力变压器本身抗短路能力不够。
也就是说,电力变压器动稳定性能先天不足。
我们是发电厂,对电力变压器的设计及出厂时所做的实验不是十分清楚,在此,只是从理论的角度来粗略地讨论。
变压器结构设计中,对作用在电力变压器绕组上的电动力仅仅进行了静态分析而没有进行动态分析,这样是不能正确反映电力变压器承受短路电流冲击能力的。
因为绕组各部分的作用力和形变的关系是很复杂的,也是随时间在变化的。
正是这一原因致使一部分电力变压器在遭受低于规定强度的短路电流冲击,且保护速动下,仍然发生绕组变形现象,甚至导致绝缘击穿。
这明显说明这些电力变压器的动稳定性能较差,不能承受短路瞬间的非对称电流第一个峰值产生的电动力作用。
如山西神头一电厂2号连变120000KVA/500KV单相自偶电力变压器,继1990年B相事故后,又发生C相类似事故。
运行中,由于220KV单相短路发展为B、C相短路,持续220ms,电力变压器释放筏动作,高压套管爆破,油箱焊缝开裂10处,绕组严重变形,这说明该组电力变压器没有承受近区短路故障的能力。
(2)在电力变压器出厂时,绕组轴向压紧工艺不佳,不能使其始终保持紧固状态,而且在短路轴向力的作用下,绕组有可能出现松动或变形。
(3)运行管理不当在所有短路中,同时也包括某些由于运行管理不当而造成电力变压器损坏的情况。
如短路事故后不实验、不检查,投入运行后损坏;
10KV线路重合闸投入不当,对部分永久性短路故障重合闸后,加剧了电力变压器的损坏;
还有因保护失灵、开关拒动、失去直流电源或容量不足等,指使短路故障切除时间过长,导致电力变压器损坏。
如山西太原供电局新店站SFSZ7—31500/110#1主变,因10KV系统故障导致直流消失,由手动操作跳闸,电力变压器受长时间短路作用损坏。
据资料显示,在遭受外部短路时,因不能及时跳闸而发生损坏的电力变压器约占短路损坏事故的地30%,当然也包括其中有的电力变压器动稳定性并未过关,只是不易区分而已。
另外,运行中人为误操作形成短路,增加了短路事故的引发因素。
如上海闸北发电厂的SFPS7—63000/110#7主变,在运行中由于误操作引起弧光短路,将电力变压器烧坏。
C相的中压和低压绕组严重变
形烧坏,A相的中压绕组出现局部变形。
由上述例子可见,在电力变压器的管理上有许多需要总结和改进的地方,尤其需要提高运行人员的素质,最大可能地避免人为事故的
发生
四、运行中须注意的问题
变压器在工厂干燥处理要达到一定的干燥状态,以保证绝缘电阻、吸收比合格,但仍有一定的含水量。
在长期运行之后,热油可能将一部分水分带走,这样垫块会收缩。
如果没有弹簧压钉,则绕组松了,承受机械力的能力要下降。
另外,变压器在运行中如发生了短路,高、低压必有一个绕组受压力;
如能承受住,以后也可能使受压的绕组松动,下次短路,就有可能损坏。
为此,建议在大修时和短路后,要拧紧压钉。
切不可以认为已经短路过了,经受了考验,没有问题而掉以轻心。
这就要求我们运行人员在平时巡回检查时,仔细观察变压器的油枕、压钉、套管等各部的变化。
总之,电力变压器的短路问题是一个极其复杂而又难以解决的问题,这无疑给制造厂家和用户提出了更高的要求,只有我们互相总结经验教训,密切配合,不断提高变压器的制造和运行管理水平,短路事故将会得到有效的防止,造成的损失将会大大减轻。
参考文献:
1、贺以燕。
关于电力变压器承受短路能力的讨论。
变压器,1996,11
2、高严道。
提高变压器承受短路能力的措施。
变压器,1997,10
3、涂光瑜。
汽轮发电机及电气设备。
中国电力出版社,1998
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 变压器 短路 认识