根據近幾年的變壓器因出口短路而發生損壞的情況,變壓器在短路故障時,其損壞主要有以下幾種特征及產生的原因。
1.1軸向失穩
這種損壞主要是在輻向漏磁產生的軸向電磁力作用下,導致變壓器繞組軸向變形,該類事故占整個損壞事故的32.9%。
1.1.1線餅上下彎曲變形
這種損壞是由于兩個軸向墊塊間的導線在軸向電磁力作用下,因彎矩過大產生永久性變形,通常兩餅間的變形是對稱的。
1.1.2繞組或線餅倒塌
這種損壞是由于導線在軸向力作用下,相互擠壓或撞擊,導致傾斜變形。如果導線原始稍有傾斜,則軸向力促使傾斜增加,嚴重時就倒塌;導線高寬比例大,就愈容易引起倒塌。
端部漏磁場除軸向分量外,還存在輻向分量,二個方向的漏磁所產生的合成電磁力致使內繞組導線向內翻轉,外繞組向外翻轉。 來源:考試大
1.1.1繞組升起將壓板撐開
這種損壞往往是因為軸向力過大或存在其端部支撐件強度、剛度不夠或裝配有缺陷。 來源:www.examda.com
1.2輻向失穩
這種損壞主要是在軸向漏磁產生的輻向電磁力作用下,導致變壓器繞組輻向變形,占整個損壞事故的21.2%. 來源:www.examda.com
1.2.1外繞組導線伸長導致絕緣破損
輻向電磁力企圖使外繞組直徑變大,當作用在導線的拉應力過大會產生永久性變形。這種變形通常伴隨導線絕緣破損而造成匝間短路,嚴重時會引起線圈嵌進、亂圈而倒塌,甚至斷裂。
1.2.2繞組端部翻轉變形 www.Examda.CoM考試就到考試大
端部漏磁場除軸向分量外,還存在輻向分量,二個方向的漏磁所產生的合成電磁力致使繞組導線向內翻轉,外繞組向外翻轉。 www.Examda.CoM考試就到考試大
1.2.3內繞組導線彎曲或曲翹
輻向電磁力使內繞組直徑變小,彎曲是由兩個支撐(內撐條)間導線彎矩過大而產生永久性變形的結果。如果鐵心綁扎足夠緊實及繞組輻向撐條有效支撐,并且輻向電動力沿圓周方向均布的話,這種變形是對稱的,整個繞組為多邊星形。然而,由于鐵芯受壓變形,撐條受支撐情況不相同,沿繞組圓周受力是不均勻的,實際上常常發生局部失穩形成曲翹變形。 來源:www.examda.com
1.3引線固定失穩 www.Examda.CoM考試就到考試大
這種損壞主要由于引線間的電磁力作用下,造成引線振動,導致引線間短路,這種事故較少見。 來源:考試大
變壓器短路損壞的常見部位
根據近幾年的變壓器因出口短路而發生損壞的情況,變壓器在短路故障時,其繞組損壞部位主要有以下幾種。
2.1對應鐵軛下的部位
該部位發生變形原因有:(1)短路電流所產生的磁場是通過油和箱壁或鐵心閉合,由于鐵軛的磁阻相對較小,故大多通過油路和鐵軛間閉合,磁場相對集中,作用在線餅的電磁力也相對較大;(2)內繞組套裝間隙過大或鐵心綁扎不夠緊實,導致鐵心片二側收縮變形,致使鐵軛側繞組曲翹變形;(1)在結構上,軛部對應繞組部分的軸向壓緊是最不可靠的,該部位的線餅往往難以達到應有的預緊力,因而該部位的線餅最易變形。 本文來源:考試大網
2.2調壓分接區域及對應其他繞組的部位 來源:考試大的美女編輯們
該區域由于:(1)安匝不平衡使漏磁分布不均衡,其幅向額外產生的漏磁場在線圈中產生額外軸向外力,這些力的方向總是使產生這些力的不對稱性增大。軸向外力和正常幅向漏磁所產生的軸向內力一樣,使線餅向豎直方向彎曲,并壓縮線餅件的墊塊,除此之外,這些力還部分地或全部地傳到鐵軛上,力求使其離開心柱,出現線餅向繞組中部變形或翻轉現象;
(2)該部位的線餅為力求安匝平衡或分接區間的應有絕緣距離,往往要增加較多的墊塊,較厚的墊塊致使力的傳遞延時,因而對線餅撞擊也較大;(1)繞組套裝后不能確保中心電抗高度對齊,致使安匝進一步加劇不平衡;(2)運行一段時間后,較厚的墊塊自然收縮量較大,一方面加劇安匝不平衡現象,另一方面受短路力時跳動加劇;(3)在設計時間為力求安匝平衡,分接區的電磁線選用了較窄或較小截面的線規,抗短力能力低。
2.3換位部位
這部位的變形常見于換位導線的換位和單螺旋的標準換位處。
換位導線的換位,由于其換位的爬坡較普通導線的換位為陡,使線匝半徑不同的換位處產生相反的切向力,這對大小相等方向相反的切向力,致使內繞組的換位向直徑變小,方向變形,外繞組的換位力求線匝半徑相同,使換位拉直,內換位向中心變形,外換位向外變形,而且換位導線厚度越厚,爬坡越陡,變形越嚴重。另外,換位處還存在軸向短路電流分量,所產生的附加力,致使線餅變形加劇。
單螺旋的標準換位,在空間上要占一匝的位置,造成該部位安匝不平衡,同時又具有換位導線換位變形特征,因此該部位的線餅更容易變形。
2.4繞組的引出線
常見于斜口螺旋結構的繞組,該結構的繞組,由于二個螺旋口安匝不平衡,軸向力大,同時又有軸向電流存在,使引出線拐角部位產生一個橫向力而發生扭曲變形現象。另外螺旋繞組在繞制過程中,有剩余應力存在,會使繞組力求恢復原狀現象,故螺旋結構的繞組,受短路電流沖擊下更容易扭曲變形。
2.5引線間
常見于低壓引線間,低壓引線由于電壓低流過電流大,相位120度,使引線相互吸引,如果引線固定不當的話,會發生相間短路。