变压器绕组变形失稳分析
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
短路 引起 的绕组 损坏 事故 中 ，辐 向压 缩力 比辐 向拉 伸力 更有破 坏性 ， 往往 是绕 组绝缘 击穿 的主要 原 因。 通过 观察 发现 ，此变 压器 绕组 除其 外部严 重变
２ ）由于生产 工艺差 ，造成 绕组 装配 间隙过大 ， 所 以在大 短路 电流 时 ，可 能造成 绕组 内某些 支撑 结 构 失效 。 ３ 绕组 外 围的边界不 一致造 成的绕 组漏 磁场不 ）
形外 ，与 铁心 窗 口接触 处的 内侧绕 组也 有严重 的变
形 、且有 击 穿现象 。这 一方 面是 由于铁 心 窗 口内部 区域 的漏 磁 场 比铁 心 窗 口外 部 区域 的漏 磁场 要 强 ，
是轴对 称磁 场 ，从 而 导致绕 组所受 的辐 向压缩 力沿
８ ｌ 技 ２２ 第 期 ４电 谍 ０ 年 ２ １
４ 结 论
变压 器是 电网中 的重 要设 备 ，发 生故 障对 电力 系 统安全 、企业 生产影 响很 大 。 通过 以上分 析可知 ， 防止 变压 器绕 组变形 失稳损 坏 ，需要 加强对 变压器 运行 状态 监测 ，时 时 了解绕 组变 形情 况 ，当绕组变 形较 大 时应及 时停 电维修 。可减 少变 压器烧 损 的几 率 ，避免 不可预 计 的电力 中断事故 。 参 考文献
产品 与解决方案
圆 周方 向不均 匀分 布 。在短 路 时，结 构上 比较 薄弱 的撑 条 间隔处最 先 失稳而破 坏 。 ４ ）多次 短路事 故可 能在绕 组上 形成变 形积 累 ，
４ 大 型变压 器 出 口短路后 ，应该 进行绕 组变形 ）
试验 ，与 制造 厂提供 的原始 频 率响应进 行 比较 ，作 为绕 组有 无变 形及其 变形程 度 的判断 依据 ，未经任
方 面在 短路 电磁 力的作 用下 ，绕组 及其 支撑 结构 不
是 静止 不动 的 ，在 这个 过程 中，变 压器 绕组 要承 受 辐 向电磁 力 与轴 向 电磁 力联 合作用 ，使 绕组 沿轴 向 上 下振动 ，同时辐 向拉 伸力 使外侧 绕组 直径 增大 ，
． 。
辐 向压 缩力 使 内侧 绕 组直径 减小 ，这 必然会 引起 漏 磁 场也 随着 发生变 化 ，而漏 磁分布 的改变又 将 引起 绕 组受 力也 随着发 生变 化 。 由于保 护 未能及 时切 除 此变压 器 ，这种 不 断变化 的短路 电磁 力作用 时 问越
何 试验和 检查不 允许试投 。 ５ 对 那些通 过频 率响方 式测量 发现绕组 变形较 ） 严重 却仍 在运行 着 的变压器 ，应 在最 短时 间内 ，有 计划 地进行 吊心检 查和检 修 。
在 以后某 次 短路力 作用 时可 能超 过其 支撑 结构 实 际
承 受能力 ，而造 成 失稳变 形 。 本 次 损 坏 的双 卷 式 油 浸 变 压 器 已连 续 运 行 多 年 ，在发 生两 次短 路事 故后 ，没 有及 时进行 频 率响 应 分析 了解绕 组 实际变 形情 况 ，也没 有进行 吊芯检 查 。在 发生母 线三 相短 路 时，变 压器 绕组 变形 已经
动大 容量 设备 时，１ｋ ０ Ｖ母线绝 缘对地 击 穿 ，弧光 引 起 母线三 相短路 ，变压 器 １ｋ 低压侧 进线 开关发 ０Ｖ
弱 ，因此绕 组相应 部位变 形 比较 大 。 查找 此变压 器跳 闸记录 ，从 投运 以来 已经发 生 过两 次短路 保护动 作跳 闸事故 。 在本 次短路 事故 中， 因绕组支 撑结 构强度 不足 ，发生 辐 向失稳变 形 ，使 绕 组相 间和对地 、匝问绝 缘强度 都 随着 失稳 而发 生 了改变 ，其 中匝绝缘 强度变 化最 大 （ 即绝缘 层可 能 会 出现破 裂 ） ，出现绝 缘击 穿。如保 护不 能及时切 除 故障 电流 ， 将会 进一 步导致更 严重 的局部绕 组击 穿 。
使绕 组 发生变 形 失稳 的过程 和原 因的分 析 ，提 出预 防变压器 绕组变 形 失稳措施 。
２ 引起 辐 向失稳 的主要 原 因
图 １是变 压器绕 组在辐 向短路 电磁力 作用 下辐 向失稳 的典型形 式 。
１ 短 路 时 绕 组 电磁 力 分 析
在发 生 短路事 故 时 ，作 用在变 压器 绕组 上 的短 路 电磁 力一 方面 随短路 电流 的大 小不 断变化 ；另 一
产品与解决方案
ｚ Ｉ 绕 组 形 分 析 ｌ 器 变 失稳
吴 长 波
（ 网能源宝清煤 电化 有 限公 司 ，黑龙江 双鸭 山 １５ ６ 国 ５ ６ 稳损 坏 的分 析 ，指 出要加 强大型 变压器 保 护及 运行 状态 监测 ，
了解绕组 变形 情况 ，及 时进 行检修 ， 防止 变压器 发 生绕组 变形 失稳损 坏 关键 词 ：变压 器 绕组； 变形 ；失稳
一
台双卷 油浸式 变压 器 ，在一 次厂用 电短路事
所 以此 部分绕组 所受 的短路 电磁 力相对 比较大 ；另
一
故 中烧 损 ，停 电修 复花 费了很 长时 间 ，造 成发 电量
方 面是 由于铁 心窗 口内部 的绕 组轴 向压 紧 比较薄
损 失 价 值 远 远 高 于 变 压器 本 身 的价 格 。此 变 压 器 １９ ９ ２年 投入运 行 ，事 故前处 于正常供 电状 态 ，在启
图 ｌ
引起变 压器绕 组辐 向失稳 变形 因素很 多 ，主要
有 以下 几个方 面 ：
１ 制 造厂在 设计 时没有充 分考虑 适 当的安全裕 ） 度 ，使实 际绕组 承受 的辐 向稳定力 ，不 能满 足现场
短路 电流 的冲击 。
长 ，对 变压 器绕 组变 形破坏 力就 越大 。据 统计 ，在
生触 头燃 熔 、粘 连 ，保护 动作 又未 能直接 跳 开此变 压器 高压侧 进线 开关 ， 使故 障切 除时 间延长达 ３ 之 ｓ 久 。 吊芯发现 高低 压绕 组严 重变形 ，低 压绕 组有 一
处 绝缘击 穿 ，绕组 上下有 窜动 ，垫 板损 坏 ，压环碎
裂 。本文 通过 短路 电流在 变 电器绕 组上 的作用 力 ，
２ ）由于生产 工艺差 ，造成 绕组 装配 间隙过大 ， 所 以在大 短路 电流 时 ，可 能造成 绕组 内某些 支撑 结 构 失效 。 ３ 绕组 外 围的边界不 一致造 成的绕 组漏 磁场不 ）
形外 ，与 铁心 窗 口接触 处的 内侧绕 组也 有严重 的变
形 、且有 击 穿现象 。这 一方 面是 由于铁 心 窗 口内部 区域 的漏 磁 场 比铁 心 窗 口外 部 区域 的漏 磁场 要 强 ，
是轴对 称磁 场 ，从 而 导致绕 组所受 的辐 向压缩 力沿
８ ｌ 技 ２２ 第 期 ４电 谍 ０ 年 ２ １
４ 结 论
变压 器是 电网中 的重 要设 备 ，发 生故 障对 电力 系 统安全 、企业 生产影 响很 大 。 通过 以上分 析可知 ， 防止 变压 器绕 组变形 失稳损 坏 ，需要 加强对 变压器 运行 状态 监测 ，时 时 了解绕 组变 形情 况 ，当绕组变 形较 大 时应及 时停 电维修 。可减 少变 压器烧 损 的几 率 ，避免 不可预 计 的电力 中断事故 。 参 考文献
产品 与解决方案
圆 周方 向不均 匀分 布 。在短 路 时，结 构上 比较 薄弱 的撑 条 间隔处最 先 失稳而破 坏 。 ４ ）多次 短路事 故可 能在绕 组上 形成变 形积 累 ，
４ 大 型变压 器 出 口短路后 ，应该 进行绕 组变形 ）
试验 ，与 制造 厂提供 的原始 频 率响应进 行 比较 ，作 为绕 组有 无变 形及其 变形程 度 的判断 依据 ，未经任
方 面在 短路 电磁 力的作 用下 ，绕组 及其 支撑 结构 不
是 静止 不动 的 ，在 这个 过程 中，变 压器 绕组 要承 受 辐 向电磁 力 与轴 向 电磁 力联 合作用 ，使 绕组 沿轴 向 上 下振动 ，同时辐 向拉 伸力 使外侧 绕组 直径 增大 ，
． 。
辐 向压 缩力 使 内侧 绕 组直径 减小 ，这 必然会 引起 漏 磁 场也 随着 发生变 化 ，而漏 磁分布 的改变又 将 引起 绕 组受 力也 随着发 生变 化 。 由于保 护 未能及 时切 除 此变压 器 ，这种 不 断变化 的短路 电磁 力作用 时 问越
何 试验和 检查不 允许试投 。 ５ 对 那些通 过频 率响方 式测量 发现绕组 变形较 ） 严重 却仍 在运行 着 的变压器 ，应 在最 短时 间内 ，有 计划 地进行 吊心检 查和检 修 。
在 以后某 次 短路力 作用 时可 能超 过其 支撑 结构 实 际
承 受能力 ，而造 成 失稳变 形 。 本 次 损 坏 的双 卷 式 油 浸 变 压 器 已连 续 运 行 多 年 ，在发 生两 次短 路事 故后 ，没 有及 时进行 频 率响 应 分析 了解绕 组 实际变 形情 况 ，也没 有进行 吊芯检 查 。在 发生母 线三 相短 路 时，变 压器 绕组 变形 已经
动大 容量 设备 时，１ｋ ０ Ｖ母线绝 缘对地 击 穿 ，弧光 引 起 母线三 相短路 ，变压 器 １ｋ 低压侧 进线 开关发 ０Ｖ
弱 ，因此绕 组相应 部位变 形 比较 大 。 查找 此变压 器跳 闸记录 ，从 投运 以来 已经发 生 过两 次短路 保护动 作跳 闸事故 。 在本 次短路 事故 中， 因绕组支 撑结 构强度 不足 ，发生 辐 向失稳变 形 ，使 绕 组相 间和对地 、匝问绝 缘强度 都 随着 失稳 而发 生 了改变 ，其 中匝绝缘 强度变 化最 大 （ 即绝缘 层可 能 会 出现破 裂 ） ，出现绝 缘击 穿。如保 护不 能及时切 除 故障 电流 ， 将会 进一 步导致更 严重 的局部绕 组击 穿 。
使绕 组 发生变 形 失稳 的过程 和原 因的分 析 ，提 出预 防变压器 绕组变 形 失稳措施 。
２ 引起 辐 向失稳 的主要 原 因
图 １是变 压器绕 组在辐 向短路 电磁力 作用 下辐 向失稳 的典型形 式 。
１ 短 路 时 绕 组 电磁 力 分 析
在发 生 短路事 故 时 ，作 用在变 压器 绕组 上 的短 路 电磁 力一 方面 随短路 电流 的大 小不 断变化 ；另 一
产品与解决方案
ｚ Ｉ 绕 组 形 分 析 ｌ 器 变 失稳
吴 长 波
（ 网能源宝清煤 电化 有 限公 司 ，黑龙江 双鸭 山 １５ ６ 国 ５ ６ 稳损 坏 的分 析 ，指 出要加 强大型 变压器 保 护及 运行 状态 监测 ，
了解绕组 变形 情况 ，及 时进 行检修 ， 防止 变压器 发 生绕组 变形 失稳损 坏 关键 词 ：变压 器 绕组； 变形 ；失稳
一
台双卷 油浸式 变压 器 ，在一 次厂用 电短路事
所 以此 部分绕组 所受 的短路 电磁 力相对 比较大 ；另
一
故 中烧 损 ，停 电修 复花 费了很 长时 间 ，造 成发 电量
方 面是 由于铁 心窗 口内部 的绕 组轴 向压 紧 比较薄
损 失 价 值 远 远 高 于 变 压器 本 身 的价 格 。此 变 压 器 １９ ９ ２年 投入运 行 ，事 故前处 于正常供 电状 态 ，在启
图 ｌ
引起变 压器绕 组辐 向失稳 变形 因素很 多 ，主要
有 以下 几个方 面 ：
１ 制 造厂在 设计 时没有充 分考虑 适 当的安全裕 ） 度 ，使实 际绕组 承受 的辐 向稳定力 ，不 能满 足现场
短路 电流 的冲击 。
长 ，对 变压 器绕 组变 形破坏 力就 越大 。据 统计 ，在
生触 头燃 熔 、粘 连 ，保护 动作 又未 能直接 跳 开此变 压器 高压侧 进线 开关 ， 使故 障切 除时 间延长达 ３ 之 ｓ 久 。 吊芯发现 高低 压绕 组严 重变形 ，低 压绕 组有 一
处 绝缘击 穿 ，绕组 上下有 窜动 ，垫 板损 坏 ，压环碎
裂 。本文 通过 短路 电流在 变 电器绕 组上 的作用 力 ，