如何提電力系統的高抗短路能力

齊浩

摘 要：變壓器作為電力系統的中轉樞紐，是傳輸電能、分配電能的重點元件，變壓器運行的可靠程度會直接影響電能的利用質量，因此也作為整個送電網安全運行的核心部件，變壓器的可靠性以及安全性主要取決于其結構材料以及結構設計，同時也和其維修、檢測和維護相關。文章便針對電力系統目前所使用的變壓器進行了分析，主要對變壓器運行過程中的抗短路能力展開了探討，并結合實際的電網運行狀況，提出了如何提高其相關能力的措施，以供廣大同仁參考。

關鍵詞：電力系統；變壓器；抗短路；措施

1 變壓器概述

當前電力系統中所采用的變壓器主要為基于電子技術的電子變壓器，該種邊緣親戚的基本原理主要是信號的電子轉化，通過將工頻信號在原方中轉化，通過電子電路的轉化后，工頻信號便成為了高頻信號，其實質是對信號的一種升頻處理，繼而通過高頻隔離變壓器進行進一步的耦合，再將信號轉變為原來的工頻信號，即再次降頻處理。通過適當的方式對電子設備進行控制，從而實現將電路中一種形式的電能轉換為電壓、頻率以及波形完全不同的另一種電能。而變壓器的大小主要受到了其中間鐵芯的影響，即鐵芯材質、最大允許溫升以及飽和磁通密度和繞組最大溫升值會影響變壓器的體積，工頻同飽和磁通密度成反比例關系，如此，通過鐵芯利用率的提高便能夠對變壓器的整體效率予以提高，同時還能夠減小其體積，而鐵芯的利用率可以通過工頻的提高予以提高。

2 提高措施

變壓器運行的安全與否、可靠與否以及其經濟性和效率，受到其本身質量以及設備的日常維護質量、運行環境等因素的影響，文章便主要針對變壓器的檢修維護過程中，變壓器突發故障的防治措施進行了分析討論。

電網受到諸多因素的影響，在運行過程中容易發生短路，例如，雷擊、繼電保護的拒動或者誤動都會造成短路，而電網中出現短路現象便會產生短路電流，在強大的短路電沖擊下，變壓器極易受損，因而如何提高變壓器的抗短路能力成為了目前電力工作人員關心的課題之一。通過對目前我國電力系統中由于短路所造成的變壓器事故的結果分析可以看出，變壓器的維護不當所引發的事故也占到了一定的比例，因而文章便通過對運行維護中的一些問題進行了分析探討，并著重對如何才能有效提高變壓器對短路電流沖擊抗性進行說明。在運行維護變壓的過程中，首先應當對短路故障進行減少，通過有效減少短路電流對變壓器的沖擊來降低變壓器的損壞，其次，則是對變壓器中的結構進行及時的檢測，通過對繞組進行及時檢測，發現形變，并予以處理，將隱患提前解決。

2.1 線圈制造工藝

在制造過程中，變壓器設計需要考慮的不僅僅是損耗的降低以及絕緣水平的提高，同時還需要對設備的機械強度以及對故障能力的抗性予以考慮。變壓器的制造中，很多工藝都考慮采用絕緣壓板，并且在很多制造工藝中會令高壓線圈和低壓線圈公用相同的壓板，因而這就需要高水平的制造工藝對該結構予以滿足。首先將墊塊進行密化，繼而還需要通過恒壓干燥對單個線圈進行處理，并對線圈壓縮高度進行測量；通過上述處理后，需要對公用壓板的線圈的高度進行調整，保證其高度統一，同時還需要在總裝時對線圈加壓，通過油壓設備施加規定壓力，以此使得線圈最終能夠符合相關工藝、設計要求。此外，在進行總裝的過程中，除了需要對高壓線圈的結構進行關注外，低壓線圈緊密性也同樣應當特別關注、控制。內線圈由于受到了徑向力，因而會向鐵心處擠壓，因而應當對其支撐進行加強，其主要方式可以采用厚紙筒或者撐條數目的增加等對線圈骨架予以加強，從而對線圈穩定性予以提高。

2.2 短路試驗的應用

首先對變壓器性能產生影響到是設備的結構以及制造工藝，其次則是運行維護以及監測。通過各類試驗，及時對運行中的變壓器狀況進行掌握。了解其運行的狀況以及設備的穩定性等，可以通過短路試驗的方式對變壓器性能進行掌握，并對檢測出的薄弱環節進行討論和改進，從而有效提高變壓器強度，加強其抗短路能力。

2.3 保護機構的使用

短路事故在電網中一直是亟待解決的重點問題，人們想要對此進行避免，并采用了多種方式，仍舊是不能絕對避免的，尤其在10kv的供電線路中，短路事故的引發因素的多元化使得管理更加困難。例如外力因素、小動物誤入以及用戶自身問題等都會引發短路事故。因此，若變壓器已經投入運行，那么應當提供可靠的直流電源供保護系統使用，同時保證能夠有效提供正確的保護動作。通過對目前變壓器情況繼續擰分析，由于其外部短路抗性較差，因此應當看到系統短路或者系統發生跳閘后強行投運的不利因素，如若不然，將會對變壓器造成嚴重的損壞，嚴重者可能無法對變壓器損壞進行修復。有些部門已經開始取消相關電路的重合間，或者依照短路故障的自動消除該類對重合間的檢核予以延長，從而消除由于該環節產生的危害。同時對運行中變壓器遭到短路電流影響而產生的損壞進行有效及時的記錄，并對其短路電流予以計算。以此為變壓器抗短路能力的提高提供數據依據。

2.4 積極開展變壓器繞組的變形測試診斷

通常變壓器在遭受短路故障電流沖擊后，繞組將發生局部變形，即使沒有立即損壞，也有可能留下嚴重的故障隱患。首先，絕緣距離將發生改變，固體絕緣受到損傷，導致局部放電發生。當遇到雷電過電壓作用時便有可能發生匝間、餅間擊穿，導致突發性絕緣事故，甚至在正常運行電壓下，因局部放電的長期作用也可能引發絕緣擊穿事故。其次，繞組機械性能下降，當再次遭受短路事故時，將承受不住巨大的電動力作用而發生損壞事故。

由于變壓器繞組變形測試儀價格昂貴，且對人員的素質要求高，在生產運行中不易普遍開展。因此，在實際工作中，依據變壓器繞組電容變化量來判斷繞組是否變形的方法，可以作為頻率響應法的有益補充。尤其在頻率響應法不具備條件的情況下，可以通過橫向、縱向對比積累的實測電容量，及時掌握變壓器繞組的工作狀態，以便降低事故發生的概率，確保電網安全穩定的運行。

2.5 加強現場施工和運行維護中的檢查，使用可靠的短路保護系統

現場進行變壓器的安裝時，必須嚴格按照廠家說明和規范要求進行施工，嚴把質量關，對發現的隱患必須采取相應措施加以消除。運行維護人員應加強變壓器的檢查和維護保修管理工作，以保證變壓器處于良好的運行狀況，并采取相應措施，降低出口和近區短路故障的幾率。為盡量避免系統的短路故障，對于己投運的變壓器，首先配備可靠的供保護系統使用的直流系統，以保證保護動作的正確性；其次，應盡量對因短路跳閘的變壓器進行試驗檢查，可用頻率響應法測試技術測量變壓器受到短路跳閘沖擊后的狀況，根據測試結果有目的地進行吊罩檢查，這樣就可有效地避免重大事故的發生。

變壓器的抗短路能力主要受到其結構、制造的影響，同時運行維護以及設備管理和外界環境、施工水平等都會對其抗短路能力的大小造成影響，短路事故對于整個電網的運行都會造成極其嚴重的危害，因而應當從多角度對變壓器的抗短路能力予以提高，從而有效的提高變壓器運行的穩定、安全系能，以此保證電網的供電安全。

參考文獻

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