全國(guó)110kV及以上等級(jí)電力變壓器短路損壞事故統(tǒng)計(jì)分析

1、第23卷 第6期1999年6月電 網(wǎng) 技 術(shù)Pow er System T echno logyV o l. 23 N o. 6Jun.1999全國(guó)110kV 及以上等級(jí) 電力變壓器短路損壞事故統(tǒng)計(jì)分析金文龍陳建華國(guó)家電力公司安全運(yùn)行與發(fā)輸電部, 100031 北京李光范王夢(mèng)云薛辰東國(guó)家電力公司電力科學(xué)研究院, 100085 北京清河STAT IST ICS A ND ANALY S IS ON POW ER TRANFO RM ER D AM AGES CAUSED BY SHO RT-C IRCU IT FA UL T IN 110kV A ND H IGHER VOL TAGE CL A

2、SSESJ in W en lo ngChen J ianhuaD epartm en t of Safety Operat io n, Generat io n and T ran sm issio n, State Pow er Co rpo rat io n of Ch ina Beijing, 100031 Ch inaL i GuangfanW ang M engyunXue ChendongE lectric Pow er R esearch In stitu te, State Pow er Co rpo rat io n of Ch ina Beijing, 100085 Ch

3、 inaABSTRACT A cco rding to the info rm ation on transfo rm er faults p rovided by m a jo r electric pow er companies in Ch ina from 1990 to 1998, the statistics and analysis on the trans2fo rm er dam ages caused by sho rt2circu it faults in 110kV andh igher vo ltage classes are carried ou t. The ge

4、neral situation of h igh capacity pow er transfo rm er dam age caused by sho rt2 circuit is summ arized, the feature and regular patterns of these faults are put fo rw ard. The result of analysis can be used as a good guidance of im p roving pow er transfo rm er se2 cure operation and p rovides an o

5、bjective foundation fo r the m anufacturers of h igh capacity anti2b reak2dow n transfo rm ers in Ch ina.KEY WO RD S pow er transfo rm er; sho rt2circu it fault; dam 2age of transfo rm er摘要 根據(jù)1990 1998年全國(guó)各網(wǎng)省 (市) 電力公司提供的 變壓器事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù), 對(duì)全國(guó)110kV 及以上電壓等級(jí)變壓器 的短路損壞事故進(jìn)行分析, 總結(jié)了全國(guó)大型電力變壓器的短 路事故特點(diǎn)和規(guī)律, 為運(yùn)行部門提高設(shè)備安全

6、運(yùn)行管理水 平、變壓器制造廠提高設(shè)備抗短路能力, 提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞 變壓器 短路事故 統(tǒng)計(jì)分析1 前言通過歷年對(duì)全國(guó)電力變壓器運(yùn)行情況和事故的 統(tǒng)計(jì)分析, 發(fā)現(xiàn)因外部短路故障引起的設(shè)備損壞事 故逐年增多。截止1996年底, 全國(guó)110kV 及以上等級(jí) 電力變壓器因外部短路故障造成損壞的事故達(dá)到事 故總數(shù)的50%。扼制此類事故的上升勢(shì)頭, 已成為提 高電力變壓器安全運(yùn)行水平的關(guān)鍵。本文統(tǒng)計(jì)的因短路事故造成損壞的變壓器共有 145臺(tái)。包括: 各網(wǎng)省電力公司報(bào)送的1990 1996年 全國(guó)110kV 及以上等級(jí)事故變壓器中因外部短路損 壞的變壓器124臺(tái); 由19個(gè)網(wǎng)省 (市) 電力公司于1998

7、年8 10月報(bào)送的110kV 及以上等級(jí)的短路損壞變 壓器21臺(tái)(實(shí)際上報(bào)數(shù)為62臺(tái), 但其中41臺(tái)變壓器在 1990 1996年報(bào)送樣本中已出現(xiàn)過)。按 各 網(wǎng) 省 電 力 公 司 歷 年 上 報(bào) 的 數(shù) 據(jù), 全 國(guó) 110kV 及以上等級(jí)變壓器在1990 1996年期間, 共 發(fā) 生 事 故 409 臺(tái) 次, 事 故 總 容 量 為 32306M VA ; 其 中 因 短 路 損 壞 的 變 壓 器 共 1 2 4 臺(tái) 次 , 容 量 8432. 6M VA。1990 1996年間變壓器短路損壞事故臺(tái)次和容 量見圖1、圖2。圖3為1990 1996年間變壓器短路損 壞事故占總事故的百分比

8、。圖1 1990 1996年間每年變壓器短路損壞臺(tái)次 F ig. 1 Tran sform er damaged by short-c ircuit between 1990 and 1996 (by sets)自1990年以來(lái), 110kV 及以上等級(jí)變壓器的短 路損壞事故明顯增多。從最初每年兩三臺(tái)到1995、 1996年的29臺(tái)。到1996年, 全國(guó)110kV 及以上電壓等 級(jí)變壓器的短路損壞事故臺(tái)次已經(jīng)占統(tǒng)計(jì)總事故臺(tái) 次的50%。因外部短路引起變壓器損壞的事故已成第23卷 第6期電 網(wǎng) 技 術(shù)71為電力變壓器事故的首要原因。損壞事故最多, 220 kV 變壓器則有逐年上升的趨 勢(shì)。圖2

9、1990 1996年間每年變壓器短路損壞容量 F ig. 2 Tran sform er damaged by short-c ircuit between 1990 and 1996 (by capac ities)圖5為1990 1996年間110 kV 和220 kV 電壓等 級(jí)短路損壞變壓器占各電壓等級(jí)總事故臺(tái)次百分比 的變化情況。由圖5看出, 這兩個(gè)電壓等級(jí)的變壓器 短路損壞事故所占百分比近幾年急劇上升。1996年 110 kV 變壓器的短路損壞事故占該電壓等級(jí)總事故的45. 2% , 220 kV 變壓器占該電壓等級(jí)總事故的56. 0%。2. 2短路損壞變壓器運(yùn)行年限1990 19

10、96年間, 短路損壞變壓器按運(yùn)行年限 分布, 如圖6所示。由圖6可以看出一個(gè)極其反常的現(xiàn) 象。一般來(lái)說, 隨著運(yùn)行年限的增加, 變壓器絕緣材 料老化、機(jī)械強(qiáng)度降低從而影響其抗短路能力。但 是, 在所統(tǒng)計(jì)的短路損壞變壓器中, 新投運(yùn)變壓器的圖3 1990 1996年間變壓器短路損壞 事故占統(tǒng)計(jì)事故的百分比F ig. 3 Tran sform er damaged by short-c ircuit between 1990 and 1996 (by percen ts)2短路損壞變壓器統(tǒng)計(jì)2. 1短路損壞變壓器的電壓等級(jí)分布圖4為1990 1996年間各電壓等級(jí)變壓器的短路 損壞臺(tái)次。由圖4可見

11、, 110 kV 等級(jí)變壓器的短路圖5 110 kV 和220 kV 變壓器短路損壞事故 占統(tǒng)計(jì)事故百分比的歷年變化F ig. 5 Tran sform er damaged by short- c ircuit in d if feren t years圖4 每年不同電壓等級(jí)變壓器的短路損壞事故臺(tái)次 F ig. 4 Tran sform er of d if feren t ra t ing voltages damaged by short-c ircuit (by sets)圖6 不同運(yùn)行年限變壓器的短路損壞 事故占統(tǒng)計(jì)事故的百分比F ig. 6 Tran sform er damage

12、d by short- c ircuit for d if feren t serv ice years72Pow er System T echno logyV o l. 23 N o. 6短路損壞事故遠(yuǎn)高于運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的變壓器! 即事 故變壓器中投運(yùn)一年以內(nèi)發(fā)生事故的占21%、5年以 內(nèi)發(fā)生事故的占55%、11年以內(nèi)的占77% , 其原因值 得深思!變壓器的抗短路強(qiáng)度設(shè)計(jì)十分重要, 不合適的 材料以及粗糙的制造工藝, 是變壓器抗短路能力不 夠 的 重 要 因 素。設(shè) 計(jì) 和 制 造 經(jīng) 驗(yàn) 均 不 足 的 某 些 110 kV 變壓器制造廠另當(dāng)別論。但一些較有經(jīng)驗(yàn)的 制造廠出現(xiàn)此類問題,

13、則更可能是制造工藝及對(duì)產(chǎn) 品質(zhì)量的重視程度問題。另外, 有些運(yùn)行單位也存在 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足的問題。上述因素的綜合體現(xiàn)就是大 部分短路損壞變壓器不是運(yùn)行壽命問題而是中途夭 折!2. 3短路損壞變壓器的事故起因短路損壞變壓器的事故起因統(tǒng)計(jì)結(jié)果列于表1。 因三相短路引起的變壓器損壞事故居多, 占事故總數(shù)的39. 6%。當(dāng)然, 一些三相短路事故最初也可 能是由單相短路或兩相短路引起的。在所統(tǒng)計(jì)的短路事故變壓器中, 有9臺(tái)是在正常 運(yùn)行中損壞的。這些設(shè)備以前均受過外部短路的沖 擊, 繞組機(jī)械強(qiáng)度下降, 帶病運(yùn)行; 在外部未短路的 情況下設(shè)備發(fā)生故障損壞。另外, 在表1所列的事故中, 有8臺(tái)變壓器的外部 短

14、路是人為造成或運(yùn)行人員誤操作引起的, 占統(tǒng)計(jì) 短路損壞事故的7. 9%。有7臺(tái)變壓器的事故是由雷 擊或污閃誘發(fā)的, 占6. 9%。表1 短路損壞變壓器的事故起因統(tǒng)計(jì)表 Ta b. 1 The rea son s of tran sf orm er dam a ge s 短路事故單相 二相 三相 正常運(yùn)行 總計(jì) 損壞變壓器臺(tái)次2329 409101 占統(tǒng)計(jì)總數(shù)百分比% 22. 8 28. 7 39. 6 8. 9 100. 0 2. 4 短路側(cè)電壓等級(jí)表2列出了短路損壞事故變壓器的短路側(cè)電壓 等級(jí)。10 kV 側(cè)短路引起的事故最多, 占事故總數(shù)的64. 7%。9臺(tái)正常運(yùn)行時(shí)發(fā)生事故的變壓器中,

15、有8臺(tái) 曾 經(jīng) 在 10 kV 側(cè) 發(fā) 生 過 短 路, 另 1 臺(tái) 經(jīng) 歷 過 兩 次 35 kV 側(cè)短路沖擊。表2 短路損壞變壓器按短路側(cè)電壓等級(jí)統(tǒng)計(jì)表Tab. 2 Cla ssify damaged tran sform ers by voltages from short-c ircuit side短路側(cè)電壓等級(jí)kV 正常運(yùn)行 6 10 35 66 110 220 總計(jì)短路損壞臺(tái)次9677 14283119 占統(tǒng)計(jì)總數(shù)% 7. 6 5. 0 64. 7 11. 8 1. 7 6. 7 2. 5 100. 02. 5累計(jì)外部短路次數(shù)表3為有累計(jì)短路次數(shù)記錄的44臺(tái)短路損壞變 壓器的統(tǒng)計(jì)結(jié)

16、果。從表中看出, 經(jīng)一兩次短路沖擊便 造成變壓器損壞的居多, 占統(tǒng)計(jì)總數(shù)的70. 5%。這說 明大部分短路損壞變壓器是根本經(jīng)不起外部短路故 障電流沖擊的。也就是說, 這些變壓器的抗短路能力 不足是先天的, 往往在一兩次近區(qū)短路沖擊中便遭 到致命損壞。表3 短路損壞變壓器按累計(jì)外部短路次數(shù)統(tǒng)計(jì)表Tab. 3 Cla ssify damaged tran sform ers by short-c ircuit frequency累計(jì)外部短路次數(shù)1 23 5 6總計(jì)損壞變壓器臺(tái)次306744 占統(tǒng)計(jì)總數(shù)比例% 70. 5 13. 6 15. 9 100. 0 2. 6變壓器短路持續(xù)時(shí)間和短路電流倍數(shù)

17、表4為有短路持續(xù)時(shí)間記錄的49臺(tái)短路損壞變 壓器的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。從表4看出, 當(dāng)出現(xiàn)短路故障時(shí), 51% 的變壓器在0. 25 s 之內(nèi)便動(dòng)作跳閘, 70% 的變壓 器短路持續(xù)時(shí)間小于2 s。短路持續(xù)時(shí)間超過10 s 的 占20% 左右。在變壓器短路持續(xù)時(shí)間小于0. 25 s 的25臺(tái)變壓 器中, 對(duì)列有短路電流的13臺(tái)變壓器作了分析計(jì)算。 其中, 有12臺(tái)的短路電流為額定電流的4 8倍, 僅有 1臺(tái)為12. 5倍, 全部小于允許的短路電流倍數(shù)。短路持續(xù)時(shí)間在0. 25 2 s 的10臺(tái)變壓器, 其短 路電流僅為額定電流的3 9倍, 全部小于變壓器的 允許短路電流倍數(shù)。在5臺(tái)保護(hù)失靈或開關(guān)拒動(dòng)的事

18、故變壓器中, 有 4臺(tái)的短路電流為額定電流的6 8倍, 1臺(tái)短路持續(xù) 時(shí)間為10m in 的變壓器短路電流為額定電流的2. 5 倍。表4 短路損壞變壓器按短路持續(xù)時(shí)間統(tǒng)計(jì)表Tab. 4 Cla ssify damaged tran sform ers by shor t- c ircu it dura t ion 短路持續(xù)時(shí)間s 10 總計(jì) 損壞變壓器臺(tái)次2537410 49 占統(tǒng)計(jì)總數(shù)比例% 51. 0 6. 1 14. 3 8. 2 20. 4 100. 0 2. 7變壓器損壞程度表5是短路損壞變壓器按照設(shè)備損壞程度統(tǒng)計(jì) 結(jié)果。表5中的輕度損壞是指設(shè)備的繞組有變形, 引 線被燒斷, 但絕緣

19、未損壞; 中度損壞是指繞組明顯變 形, 繞組或引線被燒斷, 絕緣受到一定程度損壞; 重 度損壞是指繞組嚴(yán)重變形、壓板被沖斷、繞組燒斷、 絕緣被擊穿或燒壞, 嚴(yán)重的則爆炸起火, 變壓器被燒第23卷 第6期電 網(wǎng) 技 術(shù)73表5 短路損壞變壓器按設(shè)備損壞程度統(tǒng)計(jì)表Ta b. 5 C la ss if y dam a ged tran sf orm er s by de stroy degree 設(shè)備損壞程度 輕度 中度 重度 總計(jì) 損壞變壓器臺(tái)次1233862 占統(tǒng)計(jì)總數(shù)比例% 1. 6 37. 1 61. 3 100. 0 毀。所統(tǒng)計(jì)的因外部短路造成事故的變壓器中, 大部 分遭受重度損壞, 占統(tǒng)

20、計(jì)總數(shù)的61. 3% , 輕度損壞的 變壓器僅占1. 6%。3 變壓器因短路故障損壞的原因分析從上述統(tǒng)計(jì)分析中不難看出, 變壓器本身抗短 路能力不夠是引起變壓器短路損壞的主要原因。除 此之外, 運(yùn)行管理不當(dāng)也是一個(gè)不可忽視的因素。變壓器抗短路能力不夠, 主要表現(xiàn)在一部分變 壓器在遭受低于規(guī)定強(qiáng)度的短路電流沖擊且保護(hù)速 動(dòng)下, 仍然發(fā)生繞組變形, 甚至絕緣擊穿。例如河南 開封濱河站1臺(tái) SFL 6 231 500110變壓器, 因低壓側(cè) 所帶線路母線電纜三相短路爆炸, 引起主變重瓦斯 保護(hù)動(dòng)作跳閘, 造成變壓器低壓側(cè) A 相斷線, 鐵芯 移位。但其短路電流僅為額定電流的4. 5倍, 保護(hù)動(dòng) 作時(shí)

21、間為0. 08 s。設(shè)計(jì)和制造正確的變壓器, 只要短路的持續(xù)時(shí) 間和電流不超過變壓器動(dòng)、熱穩(wěn)定性所允許的時(shí)間 和電流, 應(yīng)能承受住各種短路。但實(shí)際上短路引起的 損壞事故卻很多, 并且呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。變壓器動(dòng) 穩(wěn)定性能差, 經(jīng)受不住各種短路, 究其原因大致有以 下幾點(diǎn):(1) 在變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中, 對(duì)作用在變壓器繞組 上的電動(dòng)力, 僅按靜力學(xué)計(jì)算是不能正確反映變壓 器突發(fā)短路電流沖擊時(shí)所承受的各種應(yīng)力的。因?yàn)?繞組各部分的作用力和形變的關(guān)系是很復(fù)雜的, 也 是隨時(shí)間變化的, 因此只有對(duì)動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行分析, 才 能使電動(dòng)力的計(jì)算結(jié)果正確反映繞組的實(shí)際受力狀 態(tài), 確保設(shè)計(jì)裕度。(2) 選擇導(dǎo)線不恰

22、當(dāng), 存在重視熱性能而忽視機(jī) 械應(yīng)力的現(xiàn)象。導(dǎo)線本身的許用應(yīng)力低, 裕度小甚至 無(wú)裕度, 自身骨架不硬只得靠上下左右的支撐。換位 導(dǎo)線的硬度和寬厚比也是需要注意的問題。這些都 是影響繞組軸向穩(wěn)定性的重要參數(shù)。如江蘇諫壁發(fā) 電廠一臺(tái) SFP 2360 000220變壓器和東北遼陽(yáng)變電 站一臺(tái) D FPSF 2250 000500變壓器在短路損壞后, 經(jīng)吊芯檢查發(fā)現(xiàn), 這2臺(tái)變壓器的低壓繞組均采用的 是機(jī)械強(qiáng)度很差的換位導(dǎo)線。由此看來(lái), 選用繞組導(dǎo) 線時(shí), 尤其是換位導(dǎo)線時(shí), 應(yīng)適當(dāng)控制其寬厚比且宜采用自粘性導(dǎo)線和硬度較高的導(dǎo)線, 以提高繞組自 身強(qiáng)度。(3) 繞組軸向壓緊力不夠。發(fā)生這種問題的原

23、因 有二, 一是設(shè)計(jì)計(jì)算不正確, 如山西太原某變電站一 臺(tái) SFZ7 231 500110變壓器, 承受了10 kV 側(cè)多次短 路后, 用頻響法測(cè)試出低壓繞組有明顯變形。放油吊 罩檢查發(fā)現(xiàn), 繞組上夾件的下肢板上翹20mm , 繞組 軸向尺寸相應(yīng)拉長(zhǎng)20mm , 并呈現(xiàn)縱向大波浪狀。為 了驗(yàn)證這些部件的機(jī)械強(qiáng)度, 特別制作了同樣尺寸 的試品, 在油壓機(jī)上進(jìn)行了模擬試驗(yàn), 結(jié)果使該鋼結(jié) 構(gòu)達(dá)到同樣大變形量所需要的機(jī)械力僅為原計(jì)算單 中軸向機(jī)械力的計(jì)算值的20%。二是一些變壓器廠 沒有根據(jù)國(guó)內(nèi)材料和工藝現(xiàn)狀, 而是盲目采用同一 絕緣壓板結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)雖然可節(jié)省端部絕緣距離、 降低附加損耗, 但采用

24、這種結(jié)構(gòu)通常需要對(duì)墊塊進(jìn) 行密化處理, 在繞組加工好后, 還應(yīng)對(duì)單個(gè)繞組進(jìn)行 恒壓干燥, 并測(cè)量出繞組壓縮后的高度, 把同一壓板 下的各個(gè)繞組調(diào)整到同一高度, 然后在總裝時(shí)用油 壓裝置對(duì)繞組施加規(guī)定的壓力, 最終達(dá)到設(shè)計(jì)和工 藝要求的高度。只有經(jīng)過這樣的嚴(yán)格工藝處理, 才能 保證總裝時(shí)同一壓板下的各繞組都能夠被壓緊, 且 在運(yùn)行過程中保持穩(wěn)定, 否則很可能帶來(lái)質(zhì)量上的 重 大 隱 患。如 湖 南 長(zhǎng) 沙 電 業(yè) 局 上 大 垅 站 的 一 臺(tái) SFZ8 231 500110變壓器, 運(yùn)行中低壓側(cè)10 kV 線路 故障短路, 在速斷保護(hù)正確動(dòng)作的情況下, 繞組仍然 嚴(yán)重變形、位移。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),

25、高、低壓繞組的上部有 明顯的高度差, 在同一壓板下受力不均。110 kV 電 力變壓器中類似的例子是比較多的。正是因?yàn)檫@些制造工藝問題, 不僅使變壓器繞 組最終未能達(dá)到設(shè)計(jì)和工藝要求, 不能使其始終保 持緊固狀態(tài), 而且在短路軸向力的作用下, 繞組易出 現(xiàn)松動(dòng)或變形, 甚至失穩(wěn)。壓板的材質(zhì)和形狀也是影響繞組軸向強(qiáng)度的重 要因素。鋼壓板的剛度較大, 壓板的支撐力到線圈端 部的壓力傳遞比較簡(jiǎn)單。但如果采用層壓木 (紙) 板, 情況就要復(fù)雜得多, 應(yīng)特別注意壓板本身的機(jī)械強(qiáng) 度和剛度。在所統(tǒng)計(jì)的短路損壞變壓器中發(fā)現(xiàn)層壓 板被折斷 (有的斷裂成幾塊) 的情況有多起, 其中有 的層壓板采用的是兩塊半圓層

26、壓板, 而不是加強(qiáng)的 整圓層壓板。因此建議對(duì)壓板強(qiáng)度不夠的設(shè)計(jì)盡快 進(jìn)行改進(jìn)。(4) 引線固定支點(diǎn)不夠、支架不牢固、引線焊接 不良等。短路事故后, 發(fā)現(xiàn)變壓器夾持引線的木支架74Pow er System T echno logyV o l. 23 N o. 6裂開和木螺桿折斷的情況有多起。如某廠生產(chǎn)的一 臺(tái) SFPF 2360 000330電力變壓器, 由于引線的固定 墊塊間隔太大(墊塊數(shù)不夠) , 發(fā)生短路時(shí), 低壓引線 變形, 造成木支架和墊塊脫落, 三支套管根部斷裂, 油箱變形開裂, 低壓繞組位移。(5) 內(nèi)繞組與鐵芯柱間支撐不夠。部分變壓器內(nèi) 繞組內(nèi)襯的是軟紙筒, 在徑向力的作用下,

27、 往往使內(nèi) 繞組向鐵芯方向擠壓, 鐵芯燒損的情況屢有發(fā)生。如 廣東江門開平站一臺(tái) SFPSZ7 2150 000220變壓器, 低壓繞組為軟紙筒結(jié)構(gòu), 運(yùn)行中因10 kV 側(cè)總開關(guān) 隔離刀閘接觸不良發(fā)生飛弧而發(fā)展成A 、B 相短路, 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳三側(cè)開關(guān)。事后檢查變壓器無(wú)可燃 氣體, 絕緣試驗(yàn)合格, 由高壓側(cè)向變壓器送電, 50 s 后變壓器輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳三側(cè)開關(guān)。吊檢發(fā)現(xiàn)低 壓側(cè)B 相大多數(shù)線匝, 特別是中部線匝呈波浪形扭 轉(zhuǎn), 繞組向鐵芯壓成錐形, 并對(duì)鐵芯及中壓擊穿, 低 壓側(cè) A 、B 相也有變形現(xiàn)象。類似這種事故較多, 因 此應(yīng)加強(qiáng)內(nèi)繞組與鐵芯柱間的支撐, 一般可通過增 加撐條數(shù)

28、目、內(nèi)繞組采用內(nèi)襯高強(qiáng)度硬紙筒等措施 來(lái)提高繞組的徑向動(dòng)穩(wěn)定性能。(6) 制造過程中工藝條件不規(guī)范, 質(zhì)量控制不 嚴(yán)。如內(nèi)外撐條及上下墊塊的放置有錯(cuò)位、墊塊尺寸 及數(shù)量有差異、線圈繞制不緊固等, 造成安匝不平衡 度加大和幅向應(yīng)力不對(duì)稱。繞組的局部變形往往與 此有關(guān)。由以上分析看出, 變壓器的抗短路能力主要取 決于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝, 當(dāng)然與運(yùn)行管理和運(yùn)行 條件也有一定的關(guān)系。如有一些事故就是因保護(hù)失 靈、開關(guān)拒動(dòng)、失去直流等原因, 致使短路故障切除 時(shí)間過長(zhǎng), 而在電、熱的共同作用下導(dǎo)致變壓器繞組 損壞。例如山西太原新店站一臺(tái) SFSZ7 231 500110 變壓器 , 因10 kV 系統(tǒng)故

29、障導(dǎo)致直流消失, 由手動(dòng)操 作跳閘, 變壓器由于受長(zhǎng)時(shí)間短路電流作用而損壞。 統(tǒng)計(jì)事故中還有一些是運(yùn)行中人為誤操作引發(fā)的變 壓器短路事故。另外運(yùn)行溫度、絕緣老化等也是一些 變壓器發(fā)生短路損壞事故的原因。所以在變壓器運(yùn) 行管理上也有需要總結(jié)和改進(jìn)之處。還有一點(diǎn)值得運(yùn)行和制造部門重視的是, 繞組 變形的累積效應(yīng)所造成的嚴(yán)重故障隱患。最典型的 實(shí)例是上述山西太原某變電站的 SFZ7 231 500110 變壓器。據(jù)調(diào)查, 該變壓器在運(yùn)行的7年間曾遭受多 次短路沖擊 (開關(guān)速斷動(dòng)作64次, 過流保護(hù)動(dòng)作8次, 跳閘后重合閘動(dòng)作17次) , 但在運(yùn)行或常規(guī)試驗(yàn)中沒有發(fā)現(xiàn)任何異常, 在停止運(yùn)行前仍帶滿負(fù)荷

30、運(yùn)行。如 果不是用頻響法及時(shí)測(cè)試出低壓繞組發(fā)生變形, 那 么很難說什么時(shí)候會(huì)發(fā)生事故。從中不難看出, 變壓 器在運(yùn)行中經(jīng)多次短路沖擊后, 即使不立即發(fā)生擊 穿, 也會(huì)因繞組的殘余變形帶來(lái)嚴(yán)重的故障隱患。因 此, 對(duì)于繞組已有變形而仍在運(yùn)行的變壓器來(lái)說, 雖 然并不意味著會(huì)立即發(fā)生絕緣擊穿事故, 但根據(jù)變 形情況的不同, 當(dāng)再次遭受并不大的過電流或過電 壓、甚至在正常運(yùn)行的鐵磁振動(dòng)作用下, 也很可能導(dǎo) 致絕緣擊穿事故。所以, 有些“雷擊”或“突發(fā)”事故很 可能隱藏著繞組變形的故障隱患。為此, 運(yùn)行和制造 部門對(duì)此都應(yīng)有充分的認(rèn)識(shí)而不能存僥幸心理。綜上所述, 為確保大型變壓器在允許的持續(xù)短 路時(shí)間

31、和電流下能安全、可靠運(yùn)行, 各制造廠應(yīng)從改 進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材質(zhì)和制造工藝等方面提高變壓器的 抗短路能力。特別對(duì)新開發(fā)或出現(xiàn)問題較多的中等 容量變壓器, 應(yīng)通過短路試驗(yàn)對(duì)其強(qiáng)度和制造工藝 進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)不能用短路試驗(yàn)檢驗(yàn)的大容量變壓器, 應(yīng)通過一些局部或縮小的模型來(lái)進(jìn)行研究、驗(yàn)證。運(yùn)行部門也應(yīng)采取相應(yīng)措施, 降低出口和近區(qū) 短路故障概率, 提高繼電保護(hù)的可靠性; 加強(qiáng)對(duì)低壓 母線及其相關(guān)設(shè)備的維護(hù)管理; 選用全工況開關(guān)裝 置, 防止配電室“火燒連營(yíng)”。6 10 kV 電纜出線或 短架空出線盡量不用重合閘, 以避免事故擴(kuò)大。對(duì)在 運(yùn)行中遭受短路電流沖擊的變壓器應(yīng)用頻響法進(jìn)行 繞組變形測(cè)量、檢查和記錄,

32、 并計(jì)算短路電流倍數(shù)。 對(duì)經(jīng)歷過一定短路次數(shù)的變壓器, 應(yīng)安排變形測(cè)試 和縮短檢修周期。在檢修中可對(duì)一部分變形不嚴(yán)重 的變壓器重新加固, 以減少因短路引起的變壓器損 壞事故。4 結(jié)語(yǔ)( 1) 1995 1996年間的變壓器短路損壞事故占 統(tǒng)計(jì)總事故臺(tái)次的50% , 因外部短路引起的變壓器 損壞事故已成為電力變壓器事故的首要原因;( 2) 多年來(lái), 110 kV 等級(jí)變壓器的短路損壞事 故一直占據(jù)主要位置;(3) 變壓器本身抗短路能力不強(qiáng)是引起變壓器 損壞的主要原因。很多變壓器根本經(jīng)不起外部短路 故障電流的沖擊。一兩次短路便會(huì)造成事故的占統(tǒng) 計(jì)總數(shù)的70. 5% 。有短路電流記錄的事故變壓器,

33、全 部都是在低于允許的短路電流倍數(shù)下造成事故的,(下轉(zhuǎn)第77頁(yè) con t inued on page 77)第23卷 第6期電 網(wǎng) 技 術(shù)773問題的研究與討論3. 1信息分流以減輕主站系統(tǒng)負(fù)擔(dān)調(diào)度自動(dòng)化實(shí)用化的實(shí)現(xiàn)為開展無(wú)人值班變電 站的運(yùn)行提供了技術(shù)手段, 但是由于無(wú)人站的出現(xiàn), 每個(gè)站收集的信息已大大超過了原來(lái) SCADA 系統(tǒng) 的需要, 信息量成倍增加, 使調(diào)度端系統(tǒng)不堪重負(fù)。 因此筆者認(rèn)為, 在無(wú)人站達(dá)到一定數(shù)量時(shí), 應(yīng)建立無(wú) 人站監(jiān)控中心, 對(duì)無(wú)人站進(jìn)行信息分流。信息分流有兩層含義: 一是當(dāng)無(wú)人值班變電站 設(shè)備分別隸屬于幾個(gè)調(diào)度時(shí), 各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)之 間的信息應(yīng)“分層采集, 逐

34、級(jí)傳輸”; 二是將無(wú)人值班 變電站內(nèi)的信息按不同性質(zhì)分類歸并, 并用不同通 道分別傳輸。將站內(nèi)信息分為兩類: 一類是實(shí)時(shí)信 息, 包括四遙信息、主要設(shè)備狀態(tài)及電源系統(tǒng)狀態(tài)等 報(bào)警信息, 另一類是非實(shí)時(shí)信息, 包括保護(hù)動(dòng)作性 質(zhì)、設(shè)備狀態(tài)及診斷信息、故障錄波信息、SO E 信息 及維護(hù)管理信息等。3. 2站內(nèi)監(jiān)控計(jì)算機(jī)的功能由于無(wú)人值班, 原來(lái)的變電站手工抄表將由自 動(dòng)化系統(tǒng)取代。但是由于無(wú)人站中的監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái) 機(jī)功能低下, 僅僅能完成一般的報(bào)表生成, 事件打 印, 而對(duì)含有管理性能的報(bào)表無(wú)法形成, 而導(dǎo)致管理統(tǒng)計(jì)資料的丟失。因此無(wú)人值班站的監(jiān)控計(jì)算機(jī)除 了一般的報(bào)表外, 尚需增設(shè)滿足用電, 調(diào)度, 計(jì)劃, 生 技等部門所需的管理報(bào)表。站內(nèi)監(jiān)控計(jì)算機(jī)還有兩 個(gè)需要探討的功能:(1) 電壓無(wú)功綜合控制功能。電壓無(wú)功綜合控制 是以維持電壓波動(dòng)范圍和優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償為控制目 標(biāo), 實(shí)現(xiàn)對(duì)有載調(diào)壓變壓器分接頭和無(wú)功補(bǔ)償裝置 的綜合調(diào)節(jié), 它應(yīng)該是自動(dòng)化系統(tǒng)的功能之一, 可由 站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。(2) 電氣五防功能。既可在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn), 也可另