1.引言
现代电力系统容量越来越大,短路电流的大小也水涨船高。最近几年国内接连发生主变压器严重烧损的恶性事故,究其原因,一部分为变压器质量差,工艺粗糙,抗拒不了较大的短路电流冲击;另一部分是变压器在正常运行中受出口短路故障电流的冲击,受损情况较为严重。据有关资料统计,近年来,一些地区110kV及以上电压等级的变压器遭受短路故障电流冲击直接导致损坏的事故,约占全部事故的50%以上,与前几年统计相比呈大幅度上升的趋势。这类故障的案例很多,特别是变压器低压侧出口短路时形成的故障一般要更换绕组,严重时可能要更换全部绕组,从而造成十分严重的后果和损失。
2.变压器出口处短路
变压器出口处短路时对变压器的影响较为严重,主要包括以下几个方面:
①短路电流引起绝缘过热故障:变压器突发短路时,其高、低压绕组可能同时通过额定值数十倍的短路电流,它将产生很大的热量,使变压器严重发热。当变压器承受短路电流的能力不够,热稳定性差,会使变压器绝缘材料严重受损,而形成变压器击穿及损毁事故。
②短路电动力引起绕组变形故障:变压器受短路冲击时,如果短路电流小,继电保护装置快速正确动作,绕组变形将是轻微的;如果短路电流大,继电保护装置经长延时动作甚至拒动,变形将会很严重,甚至造成绕组损坏。例如某些220kV主变中压侧后备保护跳110kV侧断路器的时间长达6秒钟,因此经过长达6秒钟大短路电流冲击,会影响绕组匝间绝缘,对绕组的匝间绝缘造成损伤,严重时可能造成绕组扭曲变形或导线断裂。
③变压器绕组变形的后果:通过检查发生故障或事故的变压器进行事后分析,发现电力变压器绕组变形是诱发多种故障和事故的直接原因。一旦变压器绕组已严重变形而未被诊断出来仍继续运行,则极有可能导致事故的发生,轻者造成停电,重者将可能烧毁变压器。变压器出口短路形成的大短路冲击电流及产生的电动力将使绕组扭曲、变形甚至崩溃。