造成绕组变形的原因多种多样,但是归结起来主要是四方面的原因,即:短路故障电流冲击、在安装或运输过程中受到冲撞、保护动作失灵及绕组承受短路能力不够。
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距离短路故障,巨大的短路冲击电流将使变压器绕组受到很大的电动力,该电动力是正常运行时的数十倍至数百倍,它将使绕组急剧发热。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。
2. 在运输或安装过程中被碰撞
变压器在运输、安装过程中也可能会遭受意外的碰撞、颠簸和振动,在这些力(电动力或机械力)的作用下,绕组可能产生机械移位和变形,并可能引发绝缘损伤、绕组短路和烧毁等严重的变压器事故。
3.保护动作失灵或保护系统存在死区
目前电网的继电保护配置中,电力变压器的主保护有气体保护,差动保护,它们都满足快速切除(小于0.2s)的要求。但是,由于变电所设备布置上的原因,在变压器出口总断路器间隔的断路器与电流互感器之间发生的故障,是在变压器差动保护区外,母线差动保护区内,在断路器的电源侧。当母线差动保护动作,断路器跳闸后却不能切除故障,由变压器供给的短路电流依然存在。这个区域只有两个电力设备(断路器、电流互感器),数米导线和几只瓷瓶,往往以为故障概率小而被忽视成为死区。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,也是造成绕组变形事故的原因之一。
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。如某电力变压器由于互感事故导致35kV侧发生三相短路后,时期引线支架多处断裂,绕组严重变形。实际上事故时的短路电流只有105kA,低于变压器应承受的水平,而且保护动作也正常,但变压器却损坏了,这说明变压器绕组承受短路电流冲击能力不够。近年来,对全国110kV及以上电压的高级电力变压器事故统计分析表明,因短路强度不够引起的事故已成为电力变压器事故的首要原因,严重影响了电力变压器的安全、可靠运行。
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