电力系统中变压器抗短路能力提高的措施分析

摘 要 电力网的核心元件有很多，其中电力变压器是最重要元件之一，因为它的功能比较强大，它可以传输、分配电能，电力变压器能否可靠持续的运行关系到广大电网用户的用电安全。电力变压器是否稳定运转，受到很多因素的印象，最主要的影响因素是设计制造、仪器自身结构、检修维护频率与技术水平。本文结合笔者实际工作经验，就电网中变压器抗短路能力的一些常见问题进行探讨，重点分析了变压器损坏后的形式，介绍变压器在设计中提高抗短路能力所采取的措施。

关键词 变压器；短路；策略；措施；短路电流

中图分类号：TM406 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0145-01

近年来，国家用电量逐年增大，尤其是在夏季，变压器的故障发生率也有所提高，尤其是短路故障在所有电网故障中所占的比例较大，这方面已经严重威胁了电网整个系统的安全运行。变压器的抗短路能力是显的非常重要，如何提高抗短路能力是变压器的一个重要课题，实践证明，有很多因素都可以影响到变压器的抗短路能力，如：材质的选取、设计、工艺安装、运行维护等。电力变压器的主要实现技术是电力电子技术，铁芯材质的饱和磁通密度以及铁芯和绕组的最大允许温升是决定变压器体积大小的主要因素，通常我们可以采取降低体积的方法来提高变压器的效率。

1 电力变压器概述

电力变压器的基本原理是实现工频信号与高频信号的相互转化，可以升频也可以实现降频，即由中间高频隔离变压器通过耦合的形式到副方，最后在调整到工频信号，也就是所谓的降频。电力电子装置在一定的控制方案下，可以实现不同频率、电压、波形的电能之间的转换。基于铁芯材质的饱和磁通密度以及铁芯和绕组的最大允许温升决定了变压器的体积大小，而工作频率与饱和磁通密度有着非常密切的关系，实验表明，二者成反比例关系。所以，要想减小变压器的体积和提高工作效率，技术人员通常的做法是提高工作频率来提高铁芯的利用率。

2 提高电力变压器抗短路能力的措施

决定变压器安全可靠运行的因素有很多，最重要的因素是其自身的制造水平和质量。

电网短路的原因有很多，常见的有以下几方面：雷击、继电保护误动或拒动等。电路一旦出现短路现象，电路中运行的电流瞬间变大，使变压器受到损害，根据相关事故原因统计结果显示，在变压器短路事故中，自身制造缺陷导致的事故占到整个事故的80%，而日常运行过程中维护不当或不到位引起的事故仅仅占10%左右。对于使用方来说，重点能做的工作就是尽量减少在日常运行中的维护故障，加大维护维修措施，这样做可以达到以下两个目的，一是能够将线路短路故障尽量减少，减少变压器受冲击的损伤，二是对变压器进行及时的维护维修，防患于未然。如此就可以大大提高变压器的耐受短路能力。

1）规范设计，规范线圈制造的轴向压紧工艺。

设计是决定变压器性能的主要因素，设计是否合理决定了产品出厂质量是否合格，生产商在进行设计时要充分考虑各方面因素，不仅要考虑到降低变压器的电耗，还要想尽办法提高其抗短路故障能力。在工艺流程方面，大多使用的是绝缘压板，并且一个压板由高低压线圈共同使用，这导致制造工艺水平的难度加大，要进行密化处理垫块，恒压干燥每个加工好的线圈成为必要的制造环节，此外还要对压缩后的线圈进行测量高度。将经过一系列工艺制造后的线圈调整到同一高度，为了达到最终理想设计的产品 要求，在总装时还要用油压装置对线圈施加规定的压力。

2）对每个变压器都进行短路试验，做到防患未然。

变压器日常运行过程中，其性能是否稳定，主要取决于变压器自身制造结构和制造工艺技术水平，其次决定于设备的各种实验。因为，要想及时了解设备的运行状况，就必须进行必要的短路实验，验证线路中的薄弱环节，及时对其进行改进，并将问题反馈到生产制造厂。

3）继电保护与自动重合闸系统要确保可靠。

短路事故是线路经常出现故障，我们日常的维护工作虽然可以减少事故的发生但不能完全避免事故的出现，因为，导致短路出现的不可控因素太多，如：人为错误操作、外力导致等。所以，对于正在运行的变压器，应首先使用稳定的直流电源保护系统，并确保保护动作的精确性。对于日常运行中，变压器经常出现的问题应该引起重视，看到其薄弱环节，并追究其原因，寻求解决的办法，否则会出现更加严重的故障，引起更大的损失，更有可能失去重新修复的可能。经过电力系统技术人员的努力，短路故障的发生几率逐渐减少，对于短路故障是否能瞬时自动消除的问题也有了很大进展。

4）进行变压器绕组的形变诊断。

线路中短路时，电流一旦冲击变压器时，变压器的线组就会立刻在某一部位出现变形，及时当时未发生变形，没有出现故障，也会留下严重隐患。因为，绝缘受到损伤，绝缘距离已经出现了变化，局部放电现象有所发生。在下雨天气，出现雷电时就很可能发生匝间、饼间击穿现象，出现突发性绝缘事故，严重的是在正常运行情况下，局部放电时间长了也可能发生绝缘击穿现象。

对变压器进行及时诊断，一旦发现了有隐患的变压器，就要采取必要的措施，进行重点关注，缩短检查周期，加大维护力度，这样可以节省大量的物力，能够防止变压器事故的发生概率。

传递函数H（jw）的零、极点分布情况与哪些因素有关呢，通过实验和实际应用表明，与它关系最密切的是二端口网络内的元件及连接方式等。事实上，变压器绕组具有较多的谐振点的频率范围是10 kHz～1 MHz，绕组的电感在频率低于10 kHz时或超过1 MHz频率时，谐振点都会相对较少。

测试变压器绕组变形的技术难度较大，所需费用较贵，对 操作人员的技术水平要求较高，因此，该方法不适用于日常大面积诊断工作。通常我们采用的方法是根据变压器绕组电容变化量进行判断。尤其在不能使用频率响应法时，为了了降低事故的发生，为了确保电网能够可靠运行，就必须要明确变压器绕组的工作状态，此时，可以使用横向、纵向对比积累的实测电容量的方法进行诊断。

5）按操作规程操作，加大现场施工和运行维护检查力度。

安装变压器时，施工流程必须严格按照操作规程进行操作，对每一道工艺流程都要进严格的检查，将隐患消灭在安装环节，一旦发现隐患就要采取消除措施。维护人员在日常工作中，应加大变压器的检查和维护保修力度，为了最大程度上减少系统短路故障的发生，对于现行的变压器，要提供安全可靠的电流，要规范操作方法，要进行及时诊断和测试，这样就可有效地避免重大事故的发生。

3 结束语

变压器结构设计和制造工艺是决定变压器能否承受各种短路电流的主要两大因素，次要因素是电网的日常运行管理、运行条件及施工工艺水平等。电网能够正常运行是决定企业正常生产，人们正常生活的决定性因素，电网一旦发生变压器故障，会带来较大经济损失和危害。因此，为了尽可能的减少事故的发生，应从多方面、全方位的考虑，及时消除隐患，及时采取有效的控制措施，以保证变压器及电网系统的安全稳定运行。

综上所述，上述一系列的措施，对于提高变压器的抗短路能力是可行的，它对于保证变压器的使用寿命，保证电力系统的安全、可靠供电都有着重要的意义。

参考文献

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