变压器绕组变形研究情况

变压器绕组变形的定义是：变压器绕组在短路冲击力或者外力的作用下，形状或者尺寸发生了永久性的改变，主要包括绕组轴向和径向长度宽度的变化，绕组本身产生位置移动，形状扭曲、鼓包以及匝间发生短路等相关问题。变压器绕组变形可能并不会马上影响变压器的正常运行，但若不及时发现，在过电流过电压冲击下，经过长时间的发展，可能会造成变压器绝缘的的击穿，产生严重的事故，给电力系统造成不可估量的损失。经过理论上的分析研究可以得出，作变压器绕组受到的短路冲击力或者外力可根据变压器绕组的结构分为轴向力和径向力两种力。径向力的作用方向与绕组间的位置关系以及电流流向有相当的关系，对一于双绕组的变压器而言，在径向力的作用下，外部绕组的形状变得向外拉伸，内部绕组变得向内压紧。为了提高内部绕组抵抗径向力的能力，采取的方法一般是将绕组绕在由绝缘筒支撑的撑条上，此时的变压器绕组要受到压缩应力和扭曲应力的共同作用，如果所遭受到的联合应力的大小超过绕组承受力的极限，绕组将会受到产生不可逆转的永久性的变形，这样就会给结构复杂的变压器带来巨大的伤害。

由于电力变压器绕组变形会严重影响到变压器的安全运行，因此早在上个世纪，变压器的绕组变形的检测技术就成为相关专家研究和关注的重点问题之一。国家电网在2000年印发的[2000]589号文件《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中，明确规定指出，对于110KV及以上电压等级的变压器在出厂和投入运行前必须进行低压短路阻抗或频率响应法的试验，并日留下原始记录来判断变压器绕组的变形情况。
   
长期以来国内外对于变压器绕组变形的研究很早就已经展开。苏联在这一方面的研究走在了世界前列，在1981到1987年之间，相关机构调查了当时乌克兰电力系统中的330kV电压等级的75台受到短路电动力冲击的电力变压器，这其中22台电力变压器的绕组己经产生了变形，假若继续运行就会有损坏击穿的危险，更换了其中16台变压器，剩下的6台在严密的监视下暂时性运行。另外，苏联的对变压器的调查结果显示，在所有的被调查的变压器中，产生了绕组变形的变压器占到了总数的30%。法国400kV等级电力系统中，产生了绕组变形的变压器占到总数的比例为1%-2%，而220kV系统的这一比例为3%-4%。芬兰110kv系统对地故障的比例为1.35%-1.65%。

原国家电力部电力科学院高压所曾经在1990-1994年间对我国110kv及以上电压等级的电力变压器做了故障记录和调查分析。调查结果记录显示，，共有变压器8169台，其中在这5年中，其中发生事故的变压器有292台。在这些发生事故的变压器中，绕组、引线、主绝缘是发生故障的主要部位，其中有相当一部分变压器的故障是由于变压器线圈发生变形造成的累积效应造成的。由于这些变压器没有退出运行，在绕组产生变形后仍在正常运行，这样无论是正常情况或者故障发生的情况下，持续性的运行将会会造成绝缘击穿，所以说变压器线圈变形占变压器故障比例是很高的，弯压器事故调查情况具体统计见表所示。

1990年到1994年变压器事故统计