变压器运行中短路损坏的原因分析.docx

1、变压器运行中短路损坏的原因分析根据近几年的变压器因出口短路而发生损坏的情况，变压器在短路故障时，其损坏主要有以 下几种特征及产生的原因。1.1 轴向失稳这种损坏主要是在辐向漏磁产生的轴向电磁力作用下，导致变压器绕组轴向变形，该类事故 占整个损坏事故的 32.9。1.1.1 线饼上下弯曲变形这种损坏是由于两个轴向垫块间的导线在轴向电磁力作用下，因弯矩过大产生永久性变形， 通常两饼间的变形是对称的。1.1.2 绕组或线饼倒塌这种损坏是由于导线在轴向力作用下，相互挤压或撞击，导致倾斜变形。如果导线原始稍有倾斜，则轴向力促使倾斜增加，严重时就倒塌；导线高宽比例大，就愈容易引起倒塌。端部漏磁场除轴向分量

2、外，还存在辐向分量，二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使内绕 组导线向内翻转，外绕组向外翻转。1.1.1 绕组升起将压板撑开这种损坏往往是因为轴向力过大或存在其端部支撑件强度、刚度不够或装配有缺陷。 1.2 辐向失稳这种损坏主要是在轴向漏磁产生的辐向电磁力作用下，导致变压器绕组辐向变形，占整个损 坏事故的 21.2%。1.2.1 外绕组导线伸长导致绝缘破损辐向电磁力企图使外绕组直径变大，当作用在导线的拉应力过大会产生永久性变形。这种变形通常伴随导线绝缘破损而造成匝间短路，严重时会引起线圈嵌进、乱圈而倒塌，甚至断裂。 1.2.2 绕组端部翻转变形端部漏磁场除轴向分量外，还存在辐向分量，二个方向的

3、漏磁所产生的合成电磁力致使绕组 导线向内翻转，外绕组向外翻转。1.2.3 内绕组导线弯曲或曲翘辐向电磁力使内绕组直径变小，弯曲是由两个支撑(内撑条)间导线弯矩过大而产生永久性变形的结果。如果铁心绑扎足够紧实及绕组辐向撑条有效支撑，并且辐向电动力沿圆周方向均布的话，这种变形是对称的，整个绕组为多边星形。然而，由于铁芯受压变形，撑条受支撑情况不相同，沿绕组圆周受力是不均匀的，实际上常常发生局部失稳形成曲翘变形。 1.3 引线固定失稳这种损坏主要由于引线间的电磁力作用下，造成引线振动，导致引线间短路，这种事故较少 见。2变压器短路损坏的常见部位根据近几年的变压器因出口短路而发生损坏的情况，变压器在短

4、路故障时，其绕组损坏部位 主要有以下几种。2.1 对应铁轭下的部位该部位发生变形原因有：(1)短路电流所产生的磁场是通过油和箱壁或铁心闭合，由于铁轭的磁阻相对较小，故大多通过油路和铁轭间闭合，磁场相对集中，作用在线饼的电磁力也相对较大；(2)内绕组套装间隙过大或铁心绑扎不够紧实，导致铁心片二侧收缩变形，致使铁轭侧绕组曲翘变形；(1)在结构上，轭部对应绕组部分的轴向压紧是最不可靠的，该部位的线饼往 往难以达到应有的预紧力，因而该部位的线饼最易变形。2.2 调压分接区域及对应其他绕组的部位该区域由于：(1)安匝不平衡使漏磁分布不均衡，其幅向额外产生的漏磁场在线圈中产生额外轴向外力，这些力的方向总是

5、使产生这些力的不对称性增大。轴向外力和正常幅向漏磁所产生的轴向内力一样，使线饼向竖直方向弯曲，并压缩线饼件的垫块，除此之外，这些力还部分地或全部地传到铁轭上，力求使其离开心柱，出现线饼向绕组中部变形或翻转现象；(2)该部位的线饼为力求安匝平衡或分接区间的应有绝缘距离，往往要增加较多的垫块，较厚的垫块致使力的传递延时，因而对线饼撞击也较大；(1)绕组套装后不能确保中心电抗高度对齐，致使安匝进一步加剧不平衡；(2)运行一段时间后，较厚的垫块自然收缩量较大，一方面加剧安匝不平衡现象，另一方面受短路力时跳动加剧；(3)在设计时间为力求安匝平衡，分接 区的电磁线选用了较窄或较小截面的线规，抗短力能力低。

6、2.3 换位部位这部位的变形常见于换位导线的换位和单螺旋的标准换位处。换位导线的换位，由于其换位的爬坡较普通导线的换位为陡，使线匝半径不同的换位处产生相反的切向力，这对大小相等方向相反的切向力，致使内绕组的换位向直径变小，方向变形，外绕组的换位力求线匝半径相同，使换位拉直，内换位向中心变形，外换位向外变形，而且换位导线厚度越厚，爬坡越陡，变形越严重。另外，换位处还存在轴向短路电流分量，所产 生的附加力，致使线饼变形加剧。单螺旋的标准换位，在空间上要占一匝的位置，造成该部位安匝不平衡，同时又具有换位导 线换位变形特征，因此该部位的线饼更容易变形。2.4 绕组的引出线常见于斜口螺旋结构的绕组，该结

7、构的绕组，由于二个螺旋口安匝不平衡，轴向力大，同时又有轴向电流存在，使引出线拐角部位产生一个横向力而发生扭曲变形现象。另外螺旋绕组在绕制过程中，有剩余应力存在，会使绕组力求恢复原状现象，故螺旋结构的绕组，受短路 电流冲击下更容易扭曲变形。2.5 引线间常见于低压引线间，低压引线由于电压低流过电流大，相位 120 度，使引线相互吸引，如果 引线固定不当的话，会发生相间短路。3变压器短路故障原因分析因变压器出口短路导致变压器内部故障和事故的原因很多，也比较复杂，它与结构设计、原材料的质量、工艺水平、运行工况等因数有关，但电磁线的选用是关键。从近几年解剖变压 器，对其事故进行分析来看，与电磁线有关的大致有以下几个原因。3.1 基于变压器静态理论设计而选用的电磁线，与实际运行时作用在电磁线上的应力差异较 大。3.2 目前各厂家的计算程序中是建立在漏磁场的均匀分布、线匝直径相同、等相位的力等理想化的模型基础上而编制的，而事实上变压器的漏磁场并非均匀分布，在铁轭部分相对集中，该区域的电磁线所受