一、概述

電力(li)變(bian)壓(ya)器是(shi)(shi)電力(li)網的(de)(de)核心設備之一(yi)，因而其穩(wen)定(ding)、可靠運行(xing)將(jiang)對電力(li)系統(tong)安全(quan)起到非常重(zhong)(zhong)要(yao)的(de)(de)作(zuo)用。然而，由(you)于設計(ji)制造技術、工(gong)藝以(yi)及運行(xing)維護水平的(de)(de)限制，變(bian)壓(ya)器的(de)(de)故(gu)(gu)障(zhang)還(huan)是(shi)(shi)時有發生，尤其是(shi)(shi)近年(nian)來逐(zhu)步引起人們重(zhong)(zhong)視(shi)的(de)(de)變(bian)壓(ya)器近區或出口短(duan)路(lu)(以(yi)下簡稱出口短(duan)路(lu))故(gu)(gu)障(zhang)，大大影響了電力(li)系統(tong)的(de)(de)安全(quan)穩(wen)定(ding)運行(xing)。

統計資料表(biao)明，在(zai)變(bian)壓器(qi)的(de)(de)(de)(de)損(sun)壞的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)(yin)中(zhong)，80%以(yi)上是(shi)由于變(bian)壓器(qi)發生(sheng)了出口(kou)短(duan)路的(de)(de)(de)(de)大(da)電流沖擊造成的(de)(de)(de)(de)。因(yin)(yin)此，加(jia)強(qiang)變(bian)壓器(qi)的(de)(de)(de)(de)運行(xing)維(wei)護，采取切實(shi)有效措施防止變(bian)壓器(qi)出口(kou)短(duan)路，對確保變(bian)壓器(qi)的(de)(de)(de)(de)安全穩定運行(xing)有重要(yao)的(de)(de)(de)(de)意義。

例如2003年(nian)8月6日220KVGY變電(dian)站(zhan)，35KV線路因樹木過高(gao)造成線路間歇接地，引起35KV母線過電(dian)壓(ya)，過電(dian)壓(ya)擊穿了變壓(ya)器(qi)的出口(kou)開關(guan)A相(xiang)絕緣拉桿，加上繼電(dian)保護整定有誤，使(shi)得變壓(ya)器(qi)出口(kou)長時(shi)間短路，結果造成220KV主變壓(ya)器(qi)一臺損壞(huai)、一臺嚴重受損的事故。

再(zai)如(ru)2003年5月13日110KVYP變(bian)電(dian)站，35KV線路因釣魚甩線造(zao)成(cheng)線路瞬(shun)間接地，引(yin)起35KV母線過電(dian)壓，過電(dian)壓擊(ji)穿了母線支柱瓷瓶，35KV出口開關因繼(ji)電(dian)保(bao)護接線松動而拒動，經(jing)約2秒(miao)種(zhong)后(hou)(hou)，變(bian)壓器(qi)(qi)后(hou)(hou)備保(bao)護才將變(bian)壓器(qi)(qi)切除，結果造(zao)成(cheng)變(bian)壓器(qi)(qi)35KV線圈嚴重變(bian)形。

二、變壓器出口短路的危害

電(dian)(dian)力(li)(li)(li)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)器(qi)在(zai)發(fa)生出口短(duan)(duan)路時(shi)的電(dian)(dian)動力(li)(li)(li)和機械力(li)(li)(li)的作(zuo)用下(xia)，繞組(zu)的尺寸(cun)或形(xing)狀發(fa)生不可逆的變(bian)(bian)(bian)化，產生繞組(zu)變(bian)(bian)(bian)形(xing)。繞組(zu)變(bian)(bian)(bian)形(xing)包(bao)括(kuo)軸(zhou)向和徑(jing)向尺寸(cun)的變(bian)(bian)(bian)化，器(qi)身位(wei)移，繞組(zu)扭曲、鼓包(bao)和匝間短(duan)(duan)路等，是電(dian)(dian)力(li)(li)(li)系統安全運(yun)行的一大隱(yin)患。變(bian)(bian)(bian)壓(ya)器(qi)統組(zu)變(bian)(bian)(bian)形(xing)后;有(you)的會立即發(fa)生損壞事故，更多的則是仍能繼續運(yun)行一段時(shi)間，運(yun)行時(shi)間的長短(duan)(duan)取決(jue)于(yu)變(bian)(bian)(bian)形(xing)的嚴重程(cheng)度和部部位(wei)。顯然，這(zhe)種變(bian)(bian)(bian)壓(ya)器(qi)是帶“病”運(yun)行，具有(you)故障隱(yin)患。這(zhe)是因為：

1、繞組機械(xie)性能下降，當(dang)再次遭受到(dao)短(duan)(duan)路電流沖擊(ji)時，將承受不住巨大的沖擊(ji)電動力(li)的作用而(er)發(fa)生(sheng)損(sun)壞事故(gu)(gu)。例如，某臺(tai)40MVA、110kV的電力(li)變壓器(qi)，低壓側遭受短(duan)(duan)路沖擊(ji)后(hou)，常規試驗設有發(fa)現異常現象;投入運行后(hou)1年(nian)，在一次短(duan)(duan)路事故(gu)(gu)中損(sun)壞。

2、絕緣(yuan)(yuan)距離發(fa)(fa)(fa)生(sheng)變化，或固體絕緣(yuan)(yuan)受到損傷，導致局(ju)部(bu)放(fang)電(dian)(dian)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)。當(dang)遇到過電(dian)(dian)壓(ya)作用時，繞組便有可能發(fa)(fa)(fa)生(sheng)餅(bing)間(jian)或匝間(jian)短路導致變壓(ya)器(qi)(qi)絕緣(yuan)(yuan)擊穿事(shi)故(gu)。或者(zhe)在(zai)正常運(yun)行電(dian)(dian)壓(ya)下，因局(ju)部(bu)放(fang)電(dian)(dian)的長期作用，絕緣(yuan)(yuan)損傷部(bu)位逐漸擴(kuo)大，終導致變壓(ya)器(qi)(qi)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)絕緣(yuan)(yuan)擊穿事(shi)故(gu)。例如(ru)，某(mou)臺150MVA、220kV的電(dian)(dian)力變壓(ya)器(qi)(qi)，低壓(ya)側(ce)短路后(hou)，用常規試驗方法沒有發(fa)(fa)(fa)現(xian)問題，投入運(yun)行后(hou)6個(ge)月，突然發(fa)(fa)(fa)生(sheng)損壞事(shi)故(gu)。

3、累積(ji)效應(ying)，運行(xing)經(jing)驗表明，運行(xing)變(bian)(bian)(bian)(bian)壓(ya)器(qi)一旦發(fa)生(sheng)(sheng)繞(rao)(rao)組(zu)(zu)變(bian)(bian)(bian)(bian)形，將導致(zhi)累積(ji)效應(ying)，出現(xian)惡性循環(huan)。例如，某臺31、5MVA、110kV的(de)(de)(de)電力(li)變(bian)(bian)(bian)(bian)壓(ya)器(qi)，在(zai)運行(xing)的(de)(de)(de)5年(nian)中(zhong)，10kV側(ce)曾遭受多次(ci)(ci)沖擊(ji)，經(jing)吊罩檢查發(fa)現(xian)其內部繞(rao)(rao)組(zu)(zu)已存在(zai)嚴重變(bian)(bian)(bian)(bian)形現(xian)象。若不是及時(shi)發(fa)現(xian)繞(rao)(rao)組(zu)(zu)變(bian)(bian)(bian)(bian)形;很(hen)(hen)難說(shuo)在(zai)什(shen)么時(shi)候這(zhe)臺電力(li)變(bian)(bian)(bian)(bian)壓(ya)器(qi)就會發(fa)生(sheng)(sheng)事(shi)故。再(zai)(zai)如，某變(bian)(bian)(bian)(bian)電站的(de)(de)(de)一臺40MVA、110kV電力(li)變(bian)(bian)(bian)(bian)壓(ya)器(qi)發(fa)生(sheng)(sheng)短路后速斷保護跳開三側(ce)斷路器(qi)，經(jing)預(yu)防性試(shi)驗合格再(zai)(zai)投(tou)運1個(ge)月后，油中(zhong)特征氣體增長。一停運檢修(xiu)發(fa)現(xian)35kV繞(rao)(rao)組(zu)(zu)已整(zheng)體變(bian)(bian)(bian)(bian)形，包括10kV繞(rao)(rao)組(zu)(zu)多處(chu)有(you)露銅，導線有(you)燒融現(xian)象。因此(ci)，對于繞(rao)(rao)組(zu)(zu)已有(you)變(bian)(bian)(bian)(bian)形但仍在(zai)運行(xing)的(de)(de)(de)電力(li)變(bian)(bian)(bian)(bian)壓(ya)器(qi)來說(shuo)，雖(sui)然并不意味著會立即(ji)發(fa)生(sheng)(sheng)絕緣擊(ji)穿事(shi)故，但根據變(bian)(bian)(bian)(bian)形情況不同;當再(zai)(zai)次(ci)(ci)遭受并不大的(de)(de)(de)過(guo)電流(liu)或過(guo)電壓(ya)，甚至在(zai)正常運行(xing)的(de)(de)(de)鐵磁振動作用下;也可能導致(zhi)絕緣擊(ji)穿事(shi)故。所以(yi)，在(zai)有(you)的(de)(de)(de)所謂(wei)“雷擊(ji)”或“突發(fa)”事(shi)故中(zhong)，很(hen)(hen)可能隱藏著繞(rao)(rao)組(zu)(zu)變(bian)(bian)(bian)(bian)形協故障因素。

三、防止變壓器出(chu)口短路的技術措(cuo)施

1、變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)中低壓(ya)側(ce)加(jia)裝(zhuang)絕緣熱(re)縮(suo)套(tao)(tao)。對(dui)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)中、低壓(ya)側(ce)電壓(ya)等(deng)級是35KV及(ji)以下的(de)，只要其出(chu)(chu)線(xian)采用的(de)是硬母(mu)線(xian)，可(ke)以從變(bian)壓(ya)器(qi)出(chu)(chu)口接線(xian)樁頭一直到(dao)開關柜的(de)母(mu)線(xian)，包括開關室內高壓(ya)開關柜底部母(mu)排，全部加(jia)裝(zhuang)絕緣熱(re)縮(suo)套(tao)(tao)。如果采用的(de)是軟(ruan)母(mu)線(xian)，可(ke)在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)出(chu)(chu)口接線(xian)樁頭和(he)穿墻(qiang)套(tao)(tao)管附近加(jia)裝(zhuang)絕緣熱(re)縮(suo)套(tao)(tao)。這樣(yang)可(ke)有效防止小動物(wu)等(deng)造成的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)出(chu)(chu)口短路。

2、對變壓器的(de)(de)中、低壓側(ce)為35KV或10KV電(dian)(dian)壓等級的(de)(de)變壓器，由于其(qi)屬(shu)于中性(xing)點屬(shu)于小電(dian)(dian)流接(jie)地(di)系統，所(suo)以要(yao)采取有(you)效措施(shi)防止單相接(jie)地(di)時發(fa)生(sheng)(sheng)諧(xie)振過(guo)電(dian)(dian)壓，從而引起絕(jue)緣(yuan)擊穿(chuan)，造成(cheng)變壓器的(de)(de)出口短(duan)路(lu)。防止單相接(jie)地(di)時發(fa)生(sheng)(sheng)諧(xie)振過(guo)電(dian)(dian)壓的(de)(de)措施(shi)有(you)：

電壓互感器(qi)(qi)(qi)的(de)二次開(kai)口三角加裝消(xiao)諧(xie)(xie)器(qi)(qi)(qi)，如微電腦(nao)控制的(de)電子(zi)消(xiao)諧(xie)(xie)器(qi)(qi)(qi)。我們使(shi)(shi)用(yong)的(de)是WNXIII型系列微電腦(nao)多功能(neng)(neng)消(xiao)諧(xie)(xie)裝置(zhi)，是抑制鐵磁諧(xie)(xie)振過電壓，保(bao)護(hu)高(gao)壓熔絲(si)、電壓互感器(qi)(qi)(qi)免遭損壞的(de)理想的(de)自動(dong)保(bao)護(hu)裝置(zhi)。它是當(dang)代電力電子(zi)技術和微電腦(nao)技術相(xiang)結合的(de)產物(wu)，具有(you)消(xiao)諧(xie)(xie)能(neng)(neng)力強、功能(neng)(neng)齊(qi)全、抗干擾性能(neng)(neng)好、可靠性高(gao)、運行時不改(gai)變一、二次接線，并且無(wu)需對裝置(zhi)整定，使(shi)(shi)用(yong)方便。

電壓互感(gan)器的一次中性(xing)點對(dui)地加裝小(xiao)電阻(zu)或者非(fei)線性(xing)消諧(xie)電阻(zu)。我們加裝的是LXQ(D)-10和(he)LXQ(D)-35非(fei)線性(xing)電阻(zu)。

對電容電流超過規程標準的，加裝(zhuang)消弧線圈或者自動調協消弧線圈。

3、對變(bian)壓器(qi)中低壓側的(de)支(zhi)柱瓷瓶(ping)，包括高壓開關(guan)柜可更換(huan)爬(pa)距較大的(de)防(fang)污(wu)瓷瓶(ping)，或者涂刷常溫固(gu)化硅橡膠防(fang)污(wu)閃(shan)涂料(RTV)，防(fang)止(zhi)絕緣擊穿造成的(de)變(bian)壓器(qi)出口短路。常溫固(gu)化硅橡膠防(fang)污(wu)閃(shan)涂料應滿足DL/T627—1997標準。

4、將變(bian)壓(ya)器中低壓(ya)側(ce)的(de)開(kai)關(guan)更換為開(kai)斷(duan)容量更大(da)的(de)開(kai)關(guan)，防(fang)止因開(kai)斷(duan)容量不足引起開(kai)關(guan)爆炸造成的(de)變(bian)壓(ya)器出口短路。

5、對變壓(ya)器(qi)、母線及線路避(bi)雷器(qi)要全部更換為(wei)性(xing)能良好的氧化鋅避(bi)雷器(qi)，提高設備(bei)的過電壓(ya)水平。

6、不斷完善變壓器的保護(hu)配置。變壓器的繼電保護(hu)盡量采取(qu)微機化，雙重化，盡可能安(an)裝母(mu)線差動(dong)保護(hu)，失靈保護(hu)，提高保護(hu)動(dong)作的可靠性(xing)，靈敏性(xing)和速動(dong)性(xing)。變壓器的中低壓側應配置*速斷保護(hu)，動(dong)作時間(jian)應<0、5秒。確保在變壓器發(fa)生出口短路時，可靠、快速切除故障(zhang)，減小出口短路對變壓器的沖擊和損害。

7、對進線為雙電(dian)源備(bei)用電(dian)源自(zi)(zi)投的110KV變電(dian)站，要采取措施防止備(bei)用電(dian)源自(zi)(zi)投對故障(zhang)變壓器的再次沖擊。

四、防止變(bian)壓器出口短(duan)路的管理措施

1、加強(qiang)變(bian)壓(ya)器保護的(de)(de)(de)年檢以及繼電(dian)保護的(de)(de)(de)定值、保護壓(ya)板的(de)(de)(de)管理(li)工(gong)作，確(que)保其動作的(de)(de)(de)正確(que)性，杜(du)絕故障時(shi)因保護拒動對變(bian)壓(ya)器造(zao)成的(de)(de)(de)損害(hai)。

2、科學合理的(de)計算保(bao)護(hu)(hu)(hu)定(ding)值，消除保(bao)護(hu)(hu)(hu)“死區”，快速切(qie)除流(liu)過(guo)變(bian)(bian)壓(ya)器的(de)故障電流(liu)。例(li)如(ru)，對(dui)于(yu)變(bian)(bian)壓(ya)器的(de)過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)(hu)(hu)(后備保(bao)護(hu)(hu)(hu))，應(ying)該(gai)縮短動(dong)作時間，在滿(man)足與下(xia)一級保(bao)護(hu)(hu)(hu)配(pei)合的(de)選擇(ze)性(xing)條件(jian)下(xia)，越短越好，長也(ye)不應(ying)該(gai)大于(yu)2s，以減小(xiao)過(guo)電流(liu)對(dui)變(bian)(bian)壓(ya)器的(de)沖擊。對(dui)于(yu)終端(duan)變(bian)(bian)電所，電源測線(xian)路保(bao)護(hu)(hu)(hu)定(ding)值可延伸到終端(duan)變(bian)(bian)的(de)變(bian)(bian)壓(ya)器內(nei)部，以增加保(bao)護(hu)(hu)(hu)動(dong)作的(de)可靠(kao)性(xing)。

3、對(dui)抗外(wai)部短(duan)路(lu)(lu)強(qiang)度(du)較差的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)或者受過出口短(duan)路(lu)(lu)沖擊發生變(bian)(bian)形的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)，對(dui)于系(xi)統短(duan)路(lu)(lu)跳(tiao)閘后的(de)(de)(de)(de)自動(dong)重(zhong)合(he)或強(qiang)行投(tou)運，應看到其(qi)不(bu)利的(de)(de)(de)(de)因素。因此，應根據短(duan)路(lu)(lu)故障是否(fou)能(neng)瞬(shun)時自動(dong)消除的(de)(de)(de)(de)概率，對(dui)近區架空線(如2km以內)或電纜線路(lu)(lu)取消使(shi)用自動(dong)重(zhong)合(he)閘，或適當延長合(he)閘間(jian)隔時間(jian)以減(jian)少因重(zhong)合(he)閘不(bu)成(cheng)而帶來(lai)的(de)(de)(de)(de)危害(hai)，并(bing)且盡(jin)量對(dui)短(duan)路(lu)(lu)跳(tiao)閘的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)進(jin)行試驗檢查。否(fou)則有(you)時會加劇變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)的(de)(de)(de)(de)損壞程度(du)，甚至失去重(zhong)新修復(fu)的(de)(de)(de)(de)可能(neng)。

4、加(jia)強對線(xian)路(lu)的，發現長高的樹(shu)木等(deng)及時砍伐，防止(zhi)線(xian)路(lu)接地造成的變(bian)壓(ya)器出口(kou)短路(lu)或者引(yin)起的過電壓(ya)。

5、加強(qiang)電纜構封(feng)堵，嚴防小動物進入(ru)開關室，避(bi)免(mian)小動物引(yin)起的(de)單相接地造成(cheng)變壓器(qi)的(de)出(chu)口短(duan)路(lu)，也避(bi)免(mian)其引(yin)起的(de)過電壓對變壓器(qi)的(de)損害。

6、對(dui)于(yu)全封閉的開關室(shi)，加裝排(pai)氣(qi)扇(shan)通風，或(huo)者安(an)裝抽濕機(ji)，始終保持開關室(shi)的干燥(zao)，防止設備(bei)凝露及污閃(shan)事故造成的變壓器出(chu)口(kou)短路。

7、加強(qiang)對變壓器(qi)出(chu)口(kou)處避雷器(qi)的預(yu)試和(he)運行(xing)維護，確保其對因(yin)雷擊等產生的過電壓的吸收(shou)，防止避雷器(qi)損(sun)壞造成的變壓器(qi)出(chu)口(kou)短路。

8、加強變電設備的(de)運行(xing)管(guan)理，及時發現設備缺陷，保(bao)證變壓器的(de)正常(chang)運行(xing)。

9、加強技術監督工(gong)作，嚴禁設備超(chao)周(zhou)期運行(xing)，對室內母(mu)線及瓷瓶定期清掃，及時進行(xing)耐壓試驗，確保設備絕(jue)緣(yuan)良(liang)好。

10、每年安排2次以上的設(she)備紅外線(xian)普測(ce)，積開(kai)展避雷器在(zai)線(xian)監(jian)測(ce)、絕緣(yuan)在(zai)線(xian)監(jian)測(ce)、高(gao)壓開(kai)關SF6氣體在(zai)線(xian)監(jian)測(ce)等(deng)項(xiang)目，及時掌握(wo)設(she)備運行狀況。

11、對新投(tou)運的(de)(de)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)和(he)未作過變(bian)形(xing)(xing)測試(shi)的(de)(de)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)全部做一次變(bian)形(xing)(xing)測試(shi)，保留測試(shi)數據，這樣，在變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)遭受出口短路沖(chong)擊后，可以(yi)此作為(wei)基礎數據判斷(duan)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)變(bian)形(xing)(xing)程度，認(ren)定變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)能否(fou)繼續運行。對未發生明顯(xian)繞組變(bian)形(xing)(xing)的(de)(de)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)，及時投(tou)入運行，不僅節省了大(da)量的(de)(de)人力、物(wu)力和(he)財(cai)力，還大(da)大(da)縮短了檢(jian)修周期。

12、加(jia)強電(dian)網規劃(hua)、建設的科(ke)學管(guan)理，合理安排運行方式，限制(zhi)短(duan)路(lu)電(dian)流，減小(xiao)出口短(duan)路(lu)對變壓器造成的損害。