大型电力变压器绕组变形的防止对策

1、大型电力变压器绕组变形的防止对策 由上所述，短路故障电流产生的电动力是引起绕组变形的重要原 因。所以防止绕组变形，提高变压器运行的可靠性，首先要从解决变 压器能耐受短路的能力入手。进行中的变压器，当发生短路时，往往 不知道或不重视，而对 l 2 次、 23次短路能承受住的变压器，由于 缺乏检查，又未能及时紧固已松动的压紧装置，以致再次发生短路 时，绕组彻底损坏（例如有的电厂厂用变压器短路 78 次后烧坏）， 或者数次短路后绝缘受损，并在过电压作用下导致绕组烧毁。总之， 最后表现为绝缘事故，以致被误认为是变压器绝缘强度不够，一味地 要求提高绝缘水平，总是在绝缘上兜圈子，其实是短路机械强度不 够。

2、 对短路机械强度的研究不能只依赖于理论计算和小模型的推算， 要重视短路试验。为此，首先国家主管部门要采取措施，认真地将短 路试验这一“特殊试验”开展起来，进行下去。其次，可将部分运行 中的变压器拍下来做短路试验。从表面上看，要花费许多人力、物 力、财力。但实际上去大大地提高变压器的可靠性，从而极大地减少 系统中运行变压器短路事故造成的经济损失。从系统中抽出变压器进 行试验，可更清楚地了解各制造厂的生产质量，反过来对制造厂也是 一个很大的鞭策，更加明确择优选用变压器的目标。 2. 正确选择绕组的压紧力 变压器能否经受住短路电动力的冲击，除压紧结构的机械强度、 绝缘加工质量、绕组绕制质量等因资有关

3、外，绕组的压紧力起着重要 作用。绕组在抵抗短路电动力冲击时，起主要作用有两个因素：一是 绕组材质本身所固有的机械强度，如导线的抗拉、抗弯、抗压强度； 另一个是绕组通过压紧后，俄段与张条、纸简、垫块、端圈等相在间 由于摩擦力而形成的稳固性。以饼式线图为例，如果压紧力很小，线 段与整块间隙校大，在短路时轴向电动力将使线段沿轴向产生串动， 线段很容易发生位移。倾斜。变形，使导线的纸包绝缘破损而导致变 压器损坏。同时，在辐向力的作用下，线段也会发生沿福向的串动， 绕组在装配和绕制中存在的间隙集中于压紧力较小的部位，造成线段 上应力过于集中，使线段变形、扭曲，甚至被拉断。绕组的压缩也不 能过大，当压紧力

4、超过一定的允许范围后，压紧结构就要发生变形， 强度储备减小，降低了抵抗短路电动力的冲击能力。对运行中的变压 器，当发生短路对，应停止运行检查并紧固在紧装置，以防止松动后 再次因短路而损坏。 3. 器身可靠定位 器身可靠定位是防止运输中发生位移的关键，这是因为有的变压 器投入运行不久即发生突发性事故，是由于运输中冲撞导致绕组损伤 而引起的。然而，也有的变压器发生突发性事故往往并不是运输冲 撞，而是由于变压器绕组的机械强度太差，以致不能承受运输过程中 的颠簸而发生局部损坏，为防止这种事故发生，在结构设计中宜使用 可靠的器身定位装置。避免在运输中发生位移。 4改善短路保护采统，并注意重合问题 由上所

5、述，保护系统动作不灵，是造成变压器绕组变形的重要原 因之一。所以保证保护系统正确动作具有重要意义。 从运行角度讲，限制短路电流，消除保护“死区”，快速切除流 过变压器的故障电流，是减小对变压器冲击、保护变压器不损坏的有 效方法。 消除电流互感器与断路器之间的保护死区的方法有： （1）将电流互感器与断路器的位置互换。 （2）主变压器中压倒断路器加装闭锁接线。这种方法可有以下三 种方案： 1）以变压器中压侧的三相电流继电器的常开接点，与中压侧 断路器的跳闸位置接点串联后跳变压器的其他侧断路器。当母线差动 保护动作，变压器中压侧总断路器跳开后，若变压器供给的故障电流 仍存在，则跳变压器各侧的断路器。

6、 2）以变应器中压侧断路器的跳闸位置接点、中压侧断路器的母线 侧刀闸或进线侧刀闸的合闸位置接点和中区侧母线差动保护动作的接 点串联后跳变压器的其他侧断路器。但要保证故障切除后，母线差动 继电器先返回，而断路器的跳闸位置接点后接通。否则将可能在母线 差动保护动作时，主变压器电源断路器均会误跳。 3）以变压器中压侧的三相电流继电器的常开接点启动时间继电 器，经 01S 延时（保证母线元件已切除的时间），再与中压侧母线 差动保护动作的接点串联后跳变压器的其他侧断路器。此方案尚可兼 作中压侧断路器的失灵保护。这些方案可以消除电流互感器与断路器 之间的死区。但是，断路器辅助接点的维护是继电保护送行的薄弱

7、环 节，另加电流继电器作闭锁条件将增加保护回路的复杂性。若再考虑 以旁路母线开关代替主变压器中压侧斯路器的运行方式，回路将更为 复杂。给常年运行维护带来很麻烦的不利因素，降低了动作的可靠 性。 （3）中压侧母线差动保护动作直接切除变压器的电源断路器。这 个方法是当中压母线故障时，直接切断变压器各侧的断路器，牺牲 35kV侧的负荷，消除了中压侧电流互感器与断路器之间的死区，简化 了保护接线。根据负荷情况，一般的 220kV 降低变电所主要是向中压 供负荷，而向就近的 35kV 变电所供的负荷一般是可以暂时停止的，待 到中压侧进线闸刀拉开切除故障后可恢复供电。这种方法符合110 220kV电网继电

8、保护与自动装置运行试行条例（装置与整定部分）第 14 条的规定。 （4）在 110kV 母线差动保护中增设一个很小的时限跳主变压器电 源侧断路器。例如采用 03s（使用高精度时间继电器的级差）或者 01s（可保证 02s 切除）。当零秒段动作切除连接母线元件后故障 仍未消除（母线差动保护未返回），以 03s（或者 01S）切除变压 器电源侧断路器。发生在电流互感器与断路器之间的故障可以以0 3s （或者 0.1s ）切除，而不需要由时限较长的后备保护切除，减小了变 压器出口故障对变压器的冲击危害，而且也保证了母线其他区域故障 时不切除主变压器的电源侧断路器，保证了一定的选择性。 综上所述，当

9、35kV 侧无重要负荷或变压器为双绕组变压器时，宜 采用方法 3；当 35kV 侧负荷不作牺牲，要求母线差动保护有选择性 时，采用方法 4 为好。 对于变压器的过流保护（后备保护），应该缩短动作时间，在满 足与下一级保护配合的选择性条件下，越短越好，最长也不应该大于 2s，以减小过电流对变压器的冲击。 鉴于目前运行变压器抗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。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（如 2km以内） 或电缆线路取消使用自动重合闸，或适当延长合闸间隔时间以减少因 重合闸不成而带来的危害，并且尽量对短路跳闸的变压器进行试验检 查。 5. 加强绕组变形监测并及时检修 目前提出并开展的绕组变形测试技术，对变压器受到短路冲击后 能否继续运行提供了重要的判断手段。例如，华北某电厂的一台 SFPSB1-150000 220型电力变压器，中压侧曾遭受严重短路，绕组变 形试验检出中压绕组本生了变形。吊罩检查发现，中压 Am、Cm年相靠 高压压板上升 2530mm，Bm相