提高電力系統中變壓器抗短路能力的途徑
一、電力系統中變壓器的故障分析 變壓器是一種利用電磁感應的原理改變電流的裝置，在電力系統中變壓器的使用非常廣泛，經過實驗和調查研究證實了變壓器由于短路造成的故障一直嚴重影響著電力輸送的安全性和穩定性，因此為了降低電力系統的故障概率，就需要對變壓器的短路能力進行重點分析研究。以下就對導致變壓器發生短路事故的原因進行具體分析： （一）變壓器結構設計存在缺陷 變壓器由于結構設計上存在缺陷在很大程度上直接決定了其抗短路能力弱的緣故。現階段我國變壓器，生產商使用靜態理論進行變壓器的機械力計算，由靜態理論可知銅導線變壓器只要計算導線應力小于1600kg/cm2，但是在實際使用過程當中，變壓器內部的動力學是一個復雜而多變的過程，常用的理論值不能很直觀的反映出變壓器的實際運行狀況，所以很難滿足抗短路能力的需求。從目前比較常見的變壓器型號來分析，低損耗變壓器仍然是主流產品。但是如何實現變壓器的低損耗，各個生產商卻沒有形成一個共識。另外，在大容量變壓器的低壓引線設計環節中，如果引線支點考慮不充分導致低壓引線形成懸臂梁，此時一旦遇到短路電流的沖擊，就會引發相間短路故障。 （二）材料質量不過關 變壓器的絕緣壓板、層壓木板加工質量以及機械強度不符合標準要求，也會造成短路故障頻發的現象。有的變壓器生產廠商為了最大限度的降低繞組渦流的損耗、加工難度以及減小生產運營成本，往往在設計過程當中，使用厚度較薄的導線或者普通廉價的換位導線而并非機械性能較強的半硬導線，這些普通的廉價材料雖然能夠幫助企業降低生產運營成本，但是受到材料本身性能的限制，無法滿足變壓器繞組的抗短路能力。此外由于目前國內生產廠商水平參差不齊，生產工藝與國外一些先進技術存在較大差距，以至于絕緣板的密度不夠，導致自然收縮現象也容易引發變壓器短路故障。 （三）結構方面存在嚴重問題 變壓器在結構方面存在嚴重問題也會引發短路故障，由于變壓器從制造出廠到投入使用要經過一系列的運輸、吊裝以及拆卸，因此不可避免地會受到一些撞擊。此時變壓器如果內部構造不牢固，就會因撞擊造成繞組位移以及絕緣損傷等結構問題，這些都會給日后的投入運行埋下巨大的安全隱患。 （四）變壓器在220kv環境中運行的問題 對于220kv大容量變壓器來說，內圈帶的連接狀況也是短路故障發生的一個重要決定因素。雖然內圈帶的分接能夠為大容量變壓器的運行提供很多便利，但是如果分接設計不夠合理，導致分接的引線局部電場紊亂，造成變壓器局部放電。 （五）工藝及裝備方面存在問題 變壓器的制造工藝以及裝備方面如果不能有效確保線圈繞緊、壓緊以及套緊時，也會造成抗短路能力下降從而引發故障。而且變壓器的絕緣墊塊沒有進行密封處理或者是處理工作不到位，就有可能在發生短路時產生的電動力使導線絕緣損傷而被擊穿。 變壓器的線圈在進行繞制時，導線的張緊力不夠或者受到工藝以及裝備方面的限制，線圈繞制較松時會形成懸空現象，降低了變壓器的抗短路能力，線圈出頭處綁扎不夠緊密穩固也容易引發變壓器的短路故障。如果繞制線圈的間隙過大，導致線圈的內支撐不夠造成繞組線圈變形或者塌陷，給日后的運行使用帶來了巨大的安全隱患。另外變壓器鐵心夾緊力不夠，在鐵心經過疊裝后沒有進行有效的測量以及對壓力的適當調整，還會造成鐵心夾緊不嚴密，運輸碰撞中容易發生位移，造成變壓器內部受力不均勻造成嚴重后果。 二、提升變壓器抗短路能力的途徑 由于變壓器在電力系統中的重要作用，所以有必要對其質量和性能進行深入研究。本文通過對造成變壓器短路故障的常見原因進行探究，提出了一些針對性的技術方法，來提升變壓器的抗短路能力，以下進行具體分析： （一）改良變壓器的機械力計算與產品結構設計 變壓器的物理結構決定著它的使用性能，因此需要通過對變壓器機械力的計算以及產品結構的設計進行優化改良，使其內部線的機械力分配更加符合實際要求，提升其抗短路能力。在對變壓器進行結構設計時，可以利用安裝在壓板和夾件之間的壓力傳感校正器對變壓器內部的繞組結構件受到的沖擊力進行測量，為變壓器的結構設計提供可靠保證。 （二）變壓器的短路試驗 通過對變壓器進行短路試驗，分析有關的數據參數，為完善變壓器的產品結構以及提升抗短路能力奠定堅實的基礎。在此過程中值得注意的是，進行短路試驗不僅僅是為了讓生產商的產品獲得合格保證，更重要的是將安全可靠的技術運用到實際生產當中，避免一些廠商僅僅為測試和加固變壓器，實際生產中沒有進行技術推廣。 總之，目前隨著科學技術的不斷進步，電力系統運行質量的不斷提高以及超高壓輸變電方式的大面積運行，使得變壓器的抗短路能力以及由短路造成的巨大損失成為了變壓器造廠商以及運行單位所面臨和亟待解決的一項重要問題。為了能夠有效地提升電力系統變壓器抗短路能力，除了需要生產廠商在機械力計算與產品結構設計方面進行全面改良以外，還應該注意工藝操作方面存在的質量隱患，這些都需要引起變壓器制造廠商以及運行單位的高度重視，從而能夠全面提升電力系統運行的安全性和穩定性。 綜上所述，隨著電網改造的深入進行，為了發展所需提高電力系統中變壓器的抗短路能力是十分必要的。通過提高電力系統中變壓器的抗短路能力不僅可以有效地提高礦區電網運行的安全性，而且還能縮短處理故障所需要的時間，最大化的減少損失，而且還能制止事故發生確保電力系統能夠安全穩定的運行。