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繞組變形的原因-短路故障電流沖擊

發(fā)布時(shí)間：2021-06-06 03:06:58人氣：

電力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，不可避免地要遭受各種短路故障電流的沖擊，特別是變壓器出口或近距離短路故障，巨大的短路沖擊電流將使變壓器繞組受到很大的電動(dòng)力(是正常運(yùn)行時(shí)的數(shù)十倍至數(shù)百倍)，并使繞組急劇發(fā)熱。在較高的溫度下，導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度變小，電動(dòng)力更容易使繞組破壞或變形。電動(dòng)力的產(chǎn)生是繞組中的短路沖擊電流與漏磁場(chǎng)相互作用的結(jié)果。繞組中漏磁場(chǎng)的分布如圖所示。

繞組中的漏磁分布

它可分解為兩個(gè)分量，即縱軸磁場(chǎng)B和根軸磁場(chǎng)B?？v軸磁場(chǎng)對(duì)繞組產(chǎn)生輻向力，這個(gè)作用力，使外部繞組受向外張力FP1，在導(dǎo)線中產(chǎn)生拉應(yīng)力，拉應(yīng)力過(guò)大時(shí)，導(dǎo)線被拉長(zhǎng)，匝絕緣會(huì)被損壞，造成匝間短路；內(nèi)部繞組受到壓縮力Fp2，導(dǎo)線受壓應(yīng)力，加壓應(yīng)力過(guò)大，可引起繞組局部變形。受力狀態(tài)如圖所示。

繞組的軸向力

橫軸磁場(chǎng)使內(nèi)、外繞組均受到軸向壓縮力。如果兩個(gè)繞組沿高度方向安匝分布均勻，此力很小，安匝分布越不均勻，軸向力越大。軸向電動(dòng)力過(guò)大，可使繞組發(fā)生永久性變形，產(chǎn)生縱向位移等。在運(yùn)行中，由于輻向和軸向電動(dòng)力同時(shí)作用，可能使整個(gè)繞組發(fā)生扭轉(zhuǎn)。國(guó)內(nèi)外運(yùn)行事故分析表明。短路事故是引起變壓器損壞的主要原因之一。

例如，我國(guó)1985-1989年110kV及以上電壓等級(jí)的電力變壓器，因外部短路事故燒損110kV變壓器，容量為649MVA，占110kV變壓器事故的15% , 1989-1993年，110kV級(jí)電力變壓器的事故統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，因受外部短路電流沖擊而直接導(dǎo)致變壓器燒毀的共有57臺(tái)，約占該等級(jí)變壓器總事故臺(tái)次的35.50%(其中有載調(diào)壓器占48%)。雙分裂廠用變壓器因短路造成繞組變形而燒損的事故就更多，僅1982--1992年就燒損35臺(tái)，總?cè)萘繛?387.5MVA。在國(guó)外，法國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)生在變壓器端頭匯流排上的三相短路事故為每年0.03%，發(fā)生在變電站附近的三相短路占400kV事故率的1%-2%，占220kV事故率的3%-4%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅1989至2000年間全球110KV及以上電壓等級(jí)的變壓器，因遭受短路故障電流沖擊直接導(dǎo)致的損壞事故約為1200臺(tái)(其中500KV大型變壓器35臺(tái))，占總事故臺(tái)數(shù)的27.5%，而對(duì)于廠用變壓器，該問(wèn)題則顯得更加突出。

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