宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器厂家短路事故原因分析

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宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器本身动稳定性能差 宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器因外部短路而损坏的因素很多,情况也比较复杂。但从近五年来宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器短路事故发生的过程、现象及其事后的解体检查情况看,宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器之所以短路后立即造成损坏,主要是宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器本身抗短路能力不够。也就是说,宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器动稳定性能先天不足,追其原因大致有以下几点:

(1)变压器结构设计中,对作用在宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器绕组上的电动力,仅用静力学的理论计算,看来是不能正确反映宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器承受短路电流冲击能力的。因为绕组各部分的作用力和形变的关系是很复杂的,也是随时间在变化的。因此,只有对动态过程进行分析,才能使电动力的研究结果更符合实际情况。正是这一原因致使一部分宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器在遭受低于规定强度的短路电流冲击,且保护速动下,仍然发生绕组变形现象,甚至导致绝缘击穿。这明显地说明这些宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器的动稳定性较差,不能承受短路瞬间的非对称电流第一个峰值产生的电动力作用。如东北辽阳变电站一台DFPSF-250000/500宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器,在发生互感器事故时形成低压侧三相短路,造成低压侧引线支架多处断裂,绕组变形,低压X2端绕组与铁心短路。事故时短路电流为105kA,低于宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器应承受的电流值,保护动作也正常,但仍使变压器损坏。又如江苏谏壁发电厂一台SFP-360000/220变压器,在机组与电网解裂时,机组纵向差动保护、主变重瓦斯保护和发电机负序、主变零序保护动作,压力释放阀动作喷油、起火,导致A相高压绕组变形,偏离轴线倾斜;A相低压绕组有几十根线匝从铁心柱和压板间冒出,严重变形;A相铁心严重损坏。 事故后,多次组织由各方面专家组成的事故分析小组,对事故进行细致的分析,认为造成宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器严重损坏的主要原因是宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器承受短路能力不够。吊心检查还发现上述两组宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器的低压绕组均采用机械强度很差的换位导线。此外,还有因绕组的动稳定强度不够发生重复性事故。如山西神头第一发电厂2号联变120000kVA/500kV单相自耦宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器,继1990年B相事故后,又发生C相类似事故。运行中,由于220kV单相短路发展为B、C相短路,持续220ms,宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器压力释放阀动作,高压套管爆破,油箱焊缝开裂10处,绕组严重变形。这说明该组宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器没有承受近区短路故障的能力。

(2)在宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器制造中,绕组轴向压紧工艺不佳。这不仅使绕组较终未能达到设计和工艺要求的高度,不能使其始终保持紧固状态,而且在短路轴向力的作用下,绕组有可能出现松动或变形现象。发生这一问题是与一些变压器厂没有很好地针对国内材料和工艺现状,而盲目地采用同一绝缘压板结构有关。采用这种结构虽然可节省端部绝缘距离,降低附加损耗,但是采用这种结构通常需要对垫块进行密化处理。在绕组加工好后,还应对单个绕组进行恒压干燥,并测量出绕组压缩后的高度。把同一压板下的各个绕组调整到同一高度,然后在总装时用油压装置对绕组施加规定的压力,较终达到设计和工艺要求的高度。只有经过这样严格的工艺处理,才能保证总装时同一压板下的各绕组都能够被压紧,而且能够在运行过程中保持稳定。否则就可能带来质量上的重大隐患。如湖南长沙电业局岳屏站的一台SFZ8-31500/110Y结宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器,运行中低压10kV线路故障短路,在速断保护正确动作的情况下,宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器重瓦斯跳闸,造成A相绕组首端受损,绕组严重扭曲位移,B、C两相低压绕组也有扭曲现象。经检查,高、低压绕组的上部有明显的高度差,在同一压板下受力不均。再如山西的一台31500kVA/110kV双绕组宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器,尽管在运行及常规试验中没有发现任何异常,但用频响法却测试出低压绕组已有变形,经吊罩检查发现,绕组上夹件的下支板上翘20mm,绕组轴向尺寸相应拉长20mm,并呈现纵向大波浪状。返厂解体检查发现,高压绕组基本完好,低压绕组有严重变形,大部分垫块松脱,轴向完全处于自由状态。只是由于其线饼间仍然保持平行而未导致绝缘击穿,以致于这样的宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器在停运前还在带满负荷运行。该宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器是用一块绝缘压板压两个绕组。据调查,该宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器在运行的7年间曾遭受多次冲击(开关速断动作64次,过流动作8次,跳闸后重合闸动作17次)。分析该台宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器绕组严重变形的主要原因是由于制造过程中低压绕组压紧不够,在受短路力作用时产生轴向位移,促使高、低压绕组间高度差逐步扩大,导致绕组安匝不平衡加剧,使漏磁造成的轴向力一次比一次增大。110kV宁夏银川SZ1135千伏有载调压变压器类似的例子是比较多的。