《绕组变形测试介绍.ppt

Header (14pt Bold) (GroupName) K:\PowerPnt\(NewFolderName)\(NewFileName) 变压器绕组变形测试介绍 高压所 刘振山 二○一一年二月 变压器绕组变形的定义 电力行业标准DL/T911－2004《电力变压器绕组变形的频率响应分析法》对绕组变形的定义是：电力变压器绕组在机械力或电动力作用下发生的轴向或径向尺寸变化，通常表现为绕组局部扭曲、鼓包或移位等特征。变压器在遭受短路电流冲击或在运输过程中遭受冲撞时，均有可能发生绕组变形现象，它将直接影响变压器的安全运行。 变压器绕组变形的定义 变压器绕组变形的定义 变压器是昂贵且很重要的设备之一，其安全运行对于保证电网安全意义重大。 发生事故会导致大面积停电，其检修时间长，花费巨大，影响面很广。（国家电网公司规定220kV及以上等级变压器事故抢修时间为一个月，超过时间将作为重大事故处理） 国内的情况 1985 ~1989年全国110kV变压器直接与绕组有关的事故变压器占到总事故变压器台数的38%, 220kV占到44. 5%0 1992年110kV及以上变压器事故损坏原因分类统计中，绕组故障占到46. 5%。 国外的情况 前苏联在1984 ~1987年间，调查了乌克兰电力系统中的75台遭受过电路冲击的大型电力变压器(主要是330kV等级)。 前苏联发生绕组变形的变压器与被调查变压器总数之比高达30%。法国高压系统中，发生在变压器端汇流排上的三相短路占400kV系统事故的1 % ~ 2%，占225kV的3% ~4%。芬兰110kV系统对地故障为1. 35% ~1. 65%。 引起变压器绕组变形的主要原因 1.2.1 短路故障电流冲击 电力变压器在运行过程中，不可避免地要遭受各种短路故障电流的冲击，特别是变压器出口或近区短路故障，巨大的短路冲击电流将使变压器绕组受到很大的电动力(是正常运行时的数十倍至数百倍)，并使绕组急剧发热。在较高的温度下，导线的机械强度变小，电动力更容易使绕组破坏或变形。 短路故障电流冲击是变压器绕组变形的最主要外因。 众所周知，电力变压器线圈是以绝缘垫块隔开的铜或铝线段所构成的。这种系统的动特性在发生突发短路时是变化的。因为绝缘垫块的弹性与其压紧程度有关，即与作用力有关。电动力本身也不是恒定不变的，而是按照复杂的规律变化。虽然对短路时作用在变压器线圈上的电动力的研究始于四十年代，但是由于动态过程分析的复杂性，到目前为止尚不能用理论计算结果正确反映出变压器承受突发短路电流冲击的能力。 理论分析表明，作用在变压器上的电动力可分为轴向（纵向）和径向（幅向、横向）力两种。径向力的作用方向取决于线圈相互位置及其电流的方向，对双线圈变压器而言，径向力拉伸外部线圈，压缩内部线圈，为了提高内部线圈对径向力的刚度。通常是将线圈绕制在由绝缘筒支撑的撑条上。此时，该线圈不但要承受到压缩力作用，还会同时受到撑条所产生的弯曲力作用。如果所受到的合应力超过线圈刚度的屈服点，必将导致线圈发生永久变形，出现经常见到的梅花状或鼓包状绕组变形现象。 引起变压器绕组变形的主要原因 1.2.2 在运输、安装或者吊罩大修过程中受到意外冲撞 电力变压器在长途运输、安装或者吊罩过程中，可能会受到意外的冲撞、颠簸和振动等，导致绕组变形。 1.2.3 保护系统有死区，动作失灵 保护系统存在死区或动作失灵都会导致变压器承受稳定短路电流作用的时间长，也是造成变压器绕组变形故障的原因之一。粗略统计结果表明，在遭受外部短路时，因不能及时跳闸而发生损坏的变压器约占短路损坏事故的30%。 1.2.4 绕组承受短路能力不够 当变压器绕组出现短路时，会因其承受不了短路电流冲击力而发生变形。近几年来，对全国110kV及以上的电力变压器事故统计分析表明，因绕组承受短路能力不够已成为电力变压器事故的首要内部原因，严重影响电力变压器的安全、可靠运行。 绕组变形的危害 绕组变形是电力变压器安全运行的一大隐患。多台变压器的实际试验经验表明，绕组变形后，绝缘试验和油的试验都难于发现，所以表现为潜伏性故障。 按照第12届国际大电网会议委员会的评估，变压器绕组的许多绝缘故障均是由于绝缘的最初机械损伤造成的。变压器在遭受短路故障电流冲击，绕组发生局部变形后，即使没有立即损坏，也有可能留下严重的故障隐患，例如： a. 绝缘距离发生改变，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有可能发生匝间、饼间击穿，导致突发性绝缘事故，甚至在正常运行电压下，因局部放电的长期作用而发生绝缘击穿事故。 b. 绕组机械性能下降，当再次遭受短路事故时，将承受不住巨大的电动力作用而发生损坏。 国家电力公司在国电发[2