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技術資料
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老廠主變壓器多次過流重合動作繞組變形 |
| [ 修改時間:2011-7-27 16:36:51 作者:周周 瀏覽次數:426] | | 1)案例。國儀科技7機31.5MVA、110kV變壓器(SFSZ 8—31500/110)發生短路事故,重瓦斯保護動作,跳開主變壓器三側開關。返廠吊罩檢查,發現C相高壓繞組失團,C相中壓繞組嚴重變形,并擠破囚扳造成中、低壓繞組短路;C相低壓繞組被燒斷二股;B相低壓、中壓繞組嚴重變形;所有繞組匝間散布很多細小銅珠、銅末;上部鐵芯、變壓器底座有銹跡。
事故發生的當天有雷雨。事故發生前,曾多次發生10kV、35kV側線路單相接地。13點40分35kV側過流動作,重合成功;18點44分35kV側再次過流動作,重合閘動作,同時主變壓器重瓦斯保護跳主變壓器三側開關。經查35kV距變電站不遠處B、C相間有放電燒損痕跡。
(2)原因分析。根據國家標準GBl094.5—日5規定110kV電力變壓器的短路表觀容量為800MVA,應能承受****非對稱短路電流系數約為2.55。該變壓器編制的運行方式下:
電網****運行方式110kV三相出口短路的短路容量為1844MVA;
35kV三相出口短路為365MVA;
10kV三相出口短路為225.5MVA;
事故發生時,實際短路容量尚小于上述數值。據此計算變壓器應能承受此次短路沖擊。事故當時損壞的變壓器正與另一臺31500/110變壓器并列運行,經受同樣短路沖擊而另一臺變壓器卻未損壞。因此事故分析認為導致變壓器B、C相繞組在電動力作用下嚴重變形并燒毀,由于該變壓器存在以下問題:
1)變壓器繞組松散。高壓繞組輻向用手可搖動5mm左右。從理論分析可知,短路電流產生的電動力可分為輻向力和軸向力。外側高壓繞組受的輻向電磁力,從內層至外層三線性遞減,最內層受的輻向電磁力****,兩倍于繞組所受的平均圓周力。當繞組卷緊芝內層導線受力后將一部分力轉移到外層,結果造成內層導線應力趨向減小,而外層導絞受力增大,內應力關系使導線上的作用力趨于均衡。內側中壓繞組受力方向相反,但均§七用的原理和要求一致。繞組如果松散,就起不到均衡作用,從而降低了變壓器的抗短路充擊的能力。
外側高壓繞組所受的輻向電動力是使繞組導線沿徑向向外脹大,受到的是拉張力,表觀為向外撐開;內側中壓繞組所受的輻向電動力是使繞組導線沿徑向向內壓縮,受到的是壓力,表現為向內擠壓。這與該變壓器的B、C相高、中壓繞組在事故中的結果一致。
2)經吊罩檢查發現該變壓器撐條不齊且有移位、墊塊有松動位移。這樣大大降低了內側中壓繞組承受輻向力和軸向力的能力,使繞組穩定性降低。從事故中的C相中壓繞組輻向失穩向內彎曲的情況,可以考慮適當增加撐條數目,以減小導線所受輻向彎曲應力。
3)絕緣結構的強度不高。由于該變壓器中、低壓繞組采用的是圍板結構,而圍板本身較軟,經真空于燥收縮后,高、中、低繞組之間呈空松的格局,為了提高承受短路的能力,宜在內側繞組選用硬紙筒絕緣結構。
(3)措施。這是一起典型的因變壓器動穩定性能差而造成的變壓器繞組損壞事故,應吸取的教訓和相應措施包括:
1)在設計上應進一步尋求更合理的機械強度動態計算方式;適當放寬設計安全裕度;內繞組的內襯,采用硬紙筒絕緣結構;合理安排分接位置,盡量減小安匝不平衡。
2)制造工藝上可從加強輻向和軸向強度兩方面進行,措施主要有:采用女式繞線機繞制繞組,采用先進自動拉緊裝置卷緊繞組;牢固撐緊繞組與鐵心之間的定位,采用整產套裝方式;采用墊塊預密化處理、繞組恒壓干燥方式;繞組整體保證高度一致和結構完整;強化繞組端部絕緣;保證鐵軛及夾件緊固。
3)要加強對大中型變壓器的質量監制管理,在訂貨協議中應強調對中、小容量的變壓器在型式試驗中作突發短路試驗,大型變壓器要作縮小模型試驗,提高變壓器的抗短路能力,同時加強變電站10kV及35kV系統維護,減少變壓器遭受出口短路沖擊機率。
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