摘要:本文介紹了變壓器發(fā)生出口短路的危害,論述了預(yù)防變壓器出口短路的技術(shù)措施和管理措施。
關(guān)鍵詞:預(yù)防 變壓器 出口短路 措施
0 引言
電力變壓器是電力網(wǎng)的核心設(shè)備之一,因而其穩(wěn)定、可靠運行將對電力系統(tǒng)安全起到非常重要的作用。然而,由于設(shè)計制造技術(shù)、工藝以及運行維護水平的限制,變壓器的故障還是時有發(fā)生,尤其是近年來逐步引起人們重視的變壓器近區(qū)或出口短路(以下簡稱出口短路)故障,大大影響了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
1 變壓器出口短路的危害
電力變壓器在發(fā)生出口短路時的電動力和機械力的作用下,繞組的尺寸或形狀發(fā)生不可逆的變化,產(chǎn)生繞組變形。繞組變形包括軸向和徑向尺寸的變化,器身位移,繞組扭曲、鼓包和匝間短路等,是電力系統(tǒng)安全運行的一大隱患。變壓器統(tǒng)組變形后;有的會立即發(fā)生損壞事故,更多的則是仍能繼續(xù)運行一段時間,運行時間的長短取決于變形的嚴重程度和部部位。顯然,這種變壓器是帶“病”運行,具有故障隱患。這是因為:
1.1 繞組機械性能下降,當再次遭受到短路電流沖擊時,將承受不住巨大的沖擊電動力的作用而發(fā)生損壞事故。
1.2 絕緣距離發(fā)生變化,或固體絕緣受到損傷,導致局部放電發(fā)生。當遇到過電壓作用時,繞組便有可能發(fā)生餅間或匝間短路導致變壓器絕緣擊穿事故。或者在正常運行電壓下,因局部放電的長期作用,絕緣損傷部位逐漸擴大,最終導致變壓器發(fā)生絕緣擊穿事故。
1.3 累積效應(yīng),運行經(jīng)驗表明,運行變壓器一旦發(fā)生繞組變形,將導致累積效應(yīng),出現(xiàn)惡性循環(huán)。
因此,對于繞組已有變形但仍在運行的電力變壓器來說,雖然并不意味著會立即發(fā)生絕緣擊穿事故,但根據(jù)變形情況不同;當再次遭受并不大的過電流或過電壓,甚至在正常運行的鐵磁振動作用下;也可能導致絕緣擊穿事故。所以,在有的所謂“雷擊”或“突發(fā)”事故中,很可能隱藏著繞組變形的故障因素。
2 防止變壓器出口短路的技術(shù)措施
2.1 變壓器出口的中低壓側(cè)加裝絕緣熱縮套。對變壓器的中、低壓側(cè)電壓等級是35KV及以下的,只要其出線采用的是硬母線,可以從變壓器出口接線樁頭一直到開關(guān)柜的母線,包括開關(guān)室內(nèi)高壓開關(guān)柜底部母排,全部加裝絕緣熱縮套。如果采用的是軟母線,可在變壓器出口接線樁頭和穿墻套管附近加裝絕緣熱縮套。這樣可有效防止小動物等造成的變壓器出口短路。
2.2 對變壓器的中、低壓側(cè)為35KV或10KV電壓等級的變壓器,由于其中性點屬于小電流接地系統(tǒng),所以要采取有效措施防止單相接地時發(fā)生諧振過電壓,從而引起絕緣擊穿,造成變壓器的出口短路。
2.3 對變壓器中低壓側(cè)的支柱瓷瓶,包括高壓開關(guān)柜可更換爬距較大的防污瓷瓶,或者涂刷常溫固化硅橡膠防污閃涂料(RTV或PRTY),防止絕緣擊穿造成的變壓器出口短路。
2.4 將變壓器中低壓側(cè)的開關(guān)更換為開斷容量更大的開關(guān),防止因開斷容量不足引起開關(guān)爆炸造成的變壓器出口短路。
2.5 對變壓器、母線及線路避雷器要全部更換為性能良好的氧化鋅避雷器,提高設(shè)備的過電壓水平。
2.6 不斷完善變壓器的保護配置。變壓器的繼電保護盡量采取微機化,雙重化,盡可能安裝母線差動保護,失靈保護,提高保護動作的可靠性,靈敏性和速動性。變壓器的中低壓側(cè)應(yīng)配置限時速斷保護,動作時間應(yīng)<0.5秒。確保在變壓器發(fā)生出口短路時,可靠快速切除故障,減小出口短路對變壓器的沖擊和損害。
2.7 對進線為雙電源備用電源自投的110KV變電站,要采取措施防止備用電源自投對故障變壓器的再次沖擊。
2.8 基建和技改時應(yīng)選用短路阻抗高、抗出口短路能力強的變壓器,并采用合理的主接線方式,降低短路電流。特別對寓大電源距離近的大容量變壓器更要選擇高的短路阻抗,此外,也可采用分裂變或者加裝電抗器來降低短路電流。
3 防止變壓器出口短路的管理措施
3.1 加強變壓器保護的年檢以及繼電保護的管理工作,確保其動作的正確性,杜絕故障時因保護拒動對變壓器造成的損害。
3.2 科學合理的計算保護定值,消除保護“死區(qū)”,快速切除流過變壓器的故障電流,以減小過電流對變壓器的沖擊。
3.3 加強電纜構(gòu)封堵,嚴防小動物進入開關(guān)室,避免小動物引起的單相接地造成變壓器的出口短路,也避免其引起的過電壓對變壓器的損害。
3.4 對于全封閉的開關(guān)室,加裝排氣扇通風,或者安裝抽濕機,始終保持開關(guān)室的干燥,防止設(shè)備凝露及污閃事故造成的變壓器出口短路。
3.5 加強對變壓器出口處避雷器的預(yù)試和運行維護,確保其對因雷擊等產(chǎn)生的過電壓的吸收,防止避雷器損壞造成的變壓器出口短路。
3.6 加強技術(shù)監(jiān)督工作,嚴禁設(shè)備超周期運行,對室內(nèi)母線及瓷瓶定期清掃,及時進行耐壓試驗,確保設(shè)備絕緣良好。每年安排2次以上的設(shè)備紅外線普測,積極開展避雷器在線監(jiān)測、絕緣在線監(jiān)測、高壓開關(guān)SF6氣體在線監(jiān)測等項目,及時掌握設(shè)備運行狀況。
3.7 對新投運的變壓器和未作過變形測試的變壓器全部做一次變形測試,保留測試數(shù)據(jù),這樣,在變壓器遭受出口短路沖擊后,可以此作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)判斷變壓器變形程度,認定變壓器能否繼續(xù)運行。對未發(fā)生明顯繞組變形的變壓器,及時投入運行,不僅節(jié)省了大量的人力、物力和財力,還大大縮短了檢修周期。
3.8 加強電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)的科學管理,合理安排運行方式,限制短路電流,減小出口短路對變壓器造成的損害。
統(tǒng)計資料表明,在變壓器的損壞的原因中,80%以上是由于變壓器發(fā)生了出口短路的大電流沖擊造成的。因此,加強變壓器的運行維護,采取切實有效措施防止變壓器出口短路,對確保變壓器的安全穩(wěn)定運行有重要的意義。