电力系统中的变压器抗短路措施应用.pdf

202 集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月Applications创新应用轴向短路力，才能有效避免线圈倾倒1。材料选取。（1）可选择半硬质地的导线，这样能够有效增强导线对于抵抗屈服的能力，可大幅提升绕组受到短路电流冲击式变电器的抗短路能力。（2）自黏换位导线基于其良好的性能优势，应用在变压器中也能大幅提升设备的抗短路能力。（3）将硬纸筒作为骨架的首要选项。由于绕组内径侧通常需要承受更强的幅向压缩短路力的作用，因此将硬纸筒作为支撑结构主要材质，可保障骨架与铁芯之间具有充足的支撑能力。制造工艺。（1）制造中，需要将变压器绕组轴向压紧，并均匀的拧紧周边所有压钉，完成这一操作后重新检查变压器绕组是否处于压紧状态，任何垫块都不能处于松动状态。（2）在安装垫块时，合理控制位于不同撑条的垫块高度，调整至所有垫块处于均匀的受力状态，保障同一撑条上不同垫块之间的高差，禁止超出允许范围。（3）将垫块均匀分布在铁轭绝缘圈上，合理控制其间距与厚度；在绕组时必须拉紧导线，并确保线饼幅向的紧实度。（4）针对现有绕组采取措施使其处于完全干燥状态下，且使其轴向尺寸始终维持稳定的状态，将相同绕组的高差控制在一定范围内，为后期的压紧操作提供便利的条件。此外，重新检查所有绕组套装压紧情况，保障所有内侧绕组均处于撑紧状态，不得使撑条位于悬空状态。0 引言电网规模保持不断扩张的趋势，用户对供电质量与其可靠性的依赖逐渐提升。配电网在电力系统中覆盖范围最广且规模最大，是确保电力供应的关键，与用户有着直接联系，其运行的安全性决定了整体电网的正常运行。变压器是配网的核心设备，主要负责分配电能并转换电压等级，若变压器发生故障，不但会直接影响整体电网的供电质量，可能会发生区域性的断电问题，还可能影响区域性电网运行的稳定性，产生难以预计的后果。因此对提升变压器抗短路能力进行深入研究有着非常重要的现实性意义。1 提升变压器抗短路能力的优化措施 设计方面。（1）在设计变压器时，需要对变压器一侧近区短路的情况进行充分考虑，保障另外两侧都能正常供电，与工程前期设计单位之间沟通获取初期系统规划数据，对电压器绕组能够承受穿越电流的阈值进行计算，留出适当冗余量对变压器的抗短路能力进行校验，通过控制源头技术手段增强变压器抗短路能力。（2）对于安匝平衡的计算，需要将导线应力与轴相力数据控制在规定范围内，结合铜导线的材质与各项使用性能的分散性情况选取许用应力的参数。（3）明确系统轴向预紧力参数，这一问题直接影响着绕组的轴向短动力及其高度的绝缘材料，一般情况下，轴向预紧力高于最大作者简介：朱磊，国网东台市供电公司；研究方向：变电运维、项目储备。收稿日期：2022-10-28；修回日期：2023-05-23。摘要：阐述提升变压器抗短路能力的优化措施，电网扩充导致的系统抗阻下降的应对措施，包括优化电网结构和运行方式、安装限流电抗器、增强设备运维的技术保障。关键词：变压器，抗短路能力，限流电抗器。中图分类号：TM407 文章编号：1674-2583(2023)06-0202-02DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2023.06.090文献引用格式：朱磊，金阳蕾.电力系统中的变压器抗短路措施应用J.集成电路应用,2023,40(06):202-203.电力系统中的变压器抗短路措施应用朱磊，金阳蕾（国网东台市供电公司，江苏 224200）Abstract This paper describes the optimization measures to improve the anti short circuit capability of transformers,and the countermeasures to reduce the system resistance caused by grid expansion,including optimizing the grid structure and operation mode,installing current limiting reactors,and enhancing the technical support for equipment operation and maintenance.Index Terms transformer,short circuit resistance,current limiting reactor.Application of Transformer Anti-short Circuit Measures in Power SystemZHU Lei,JIN Yanglei(State Grid Dongtai Power Supply Company,Jiangsu 224200,China.)Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月 2032 电网扩充导致的系统抗阻下降的应对措施改变电力网络结构。若形成高级输电网络并进一步发展后，能够将原本的电压等级作为配网并分成若干区域，以辐射的形式接入高级电网，这样能够有效降低原有电网中的短路电流。转换变电站母线的运行方式。将变电站母线原有的运行方式改造成分段、分列的形式，可切实提升其抗短路能力，减少在电网中流通的短路电流；还能在局部电网发生短路故障后，及时切断短路线路与其他正常线路之间的联系，在自投功能的作用下及时恢复母线与其他线路的运行状态。这种改造方式与其他技术相较而言，操作过程较为简便，但会使系统之间的联系性有所下降，减弱了系统运行的安全性与可靠性。自投作用下，变压器将会充分分配传至分线路中的母线负荷，在此期间有引发负荷分配不均或母线电压下降等问题，产生低压保护或损害负荷侧设备使用寿命。增设变压器中性点小电抗接地。一般情况下，若变压器接线选择星形结构，在中性点处增设小电抗并进行接地处理，基本不会影响变压器与电网的运行。若产生三相短路故障时，中性点小电抗对提升变压器抗短路能力的效果不太明显；但一旦出现不对称故障等问题情况，后期增设的中性点小电抗对短路电流零序分量能够发挥显著的限制作用。此外，若在变压器中性点中增设小电抗，对小电抗进行接地处理，与其直接接地时相较而言，其绝缘性能有大幅的提升效果，可有效影响零序阻抗，强化变压器的抗短路能力。使用限流电抗器。基于限流电抗器良好的性能优势，将其应用在变压器中，对增强变压器抗短路能力也有着显著的效果，可使短路电流大幅缩减。限流电抗器的安装通常有两种模式，分别为串联变压器低压侧干抗，以及在设备中增加可控故障限流器。二者对提升变压器抗阻的应用效果都非常明显，而后者多见于串联电抗器的应用中。应用这种方式一般状态下限流电抗器的电阻为零，一旦出现短路故障，短路电流流经限流电抗器使能够在短时间内触发限制效果，加大电流阻抗，实现对变压器的保护作用。电抗器通常受变压器保护，若限流电抗器发生短路故障启动后，将自动开启位于变压器周边的电流断路器，以至于变压器安全性与稳定性有所下降。若不改变设备参数，对各种处理措施可行性与安全性进行综合考虑时，将串联限流器增设在主变压器低压侧，对整体电力系统运行的安全性和稳定性而言，这是影响小、且最经济的方式。改变设备参数，提升变压器自身抗短路能力。（1）需要进行返厂处理，可适当改良变压器绕组与其内部附件的设计形式，还能改善装备制造工艺，升级装备制造原料，进一步增强整体变压器装置的抗短路水平。一般可重新计算安匝平衡，并将导线更换为自黏换位导线，绝缘材料更换为高硬度纸板，在恒压干燥技术的作用下改造变压器的线圈装配，达到增强变压器抗短路效果的目的。（2）装备安装现场加固处理。传统变压器运行期间其绝缘部件长期处于油浸状态，装备必然发生一定程度的收缩，以至于线圈轴向压紧力有所下降，导致圆周受力点受力不均，对线圈运行的安全与稳定产生不利影响。因此可现场对线圈上部压紧机构进行重新调整，恢复线圈原有的其抗短路能力。现场改造主要有以下两种操作方法：若绝缘压板为单块半圆或整圆结构，则需要加设一块绝缘板发挥辅助作用。将绝缘板浸入油中充分浸透捞出晾干后，直接运送至改造现场，通过吊罩的方式进行处理，同时放松所有压钉，二半块绝缘副压板设置在原本的绝缘压板上，放置角度为反90，压紧后补加相间钎板，保障线圈圆周各点处于均匀受力的状态，有效增强20%左右的抗短路能力。对于贴压板结构，可增设相间钎板。传统变压器绝缘板多为铁压板，这种材质的机械强度相对更高，但经过一段时间的运行与冲击后，导致其中部分线圈的轴向预紧力有所下降。此时需要使用吊罩的形式在现场改造设备，将线圈上部机构拧紧，对压钉轴向预紧力也需要适当调整，增加相间钎板后，保障先前周边所有点位恢复最初的受力状态。提升设备运行维护检修力度，降低短路概率。（1）使用绝缘材料将220kV、110kV的主变压器低压侧套管及其低压侧过桥母线进行完全密封，避免变压器周边受到外界不稳定因素的影响引发短路。（2）对于抗短路能力较弱的变压器中低压侧电磁式电压互感器，需要使其满足励磁特性，以免由于电压互感器受损而导致主变压器近区发生短路；此外，电磁式电压互感器一旦发生谐振消除的情况，尤其是经过长期谐振后，此时需要进行励磁特性试验并与初始值进行对比，保障没有显著的差异即可。（3）一般情况下开关柜相对抗短路能力较差，首先需要使用绝缘材料密封内部的硬母线，避免外界不稳定因素导致整体装置发生短路。3 结语本次研究立足于变压器设计、材料选取、制造工艺等三方面对变压器抗短路能力进行一定提升；若变压器自身性能较差，能够以优化电网结构和运行方式、安装限流电抗器等设备以及增强设备运维力度等方式进行处理，为变压器的稳定安全运行提供良好的技术保障，降低短路或断电风险。参考文献1 陈友鹏,陈璟华,廖姗姗,赵炳耀.电力变压器抗短路能力提升研究综述J.电工技术,2021(11):75-79.