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2025-06-19一、電力系統(tǒng)中變壓器的故障分析變壓器是一種利用電磁感應(yīng)的原理改變電流的裝置，在電力系統(tǒng)中變壓器的使用非常廣泛，經(jīng)過實驗和調(diào)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(wěn)定性，因此為了降低電力系統(tǒng)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(dǎo)致變壓器發(fā)生短路事故的原因進行具體分析：（一）變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計存在缺陷變壓器由于結(jié)構(gòu)設(shè)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(xiàn)階段我國變壓器，生產(chǎn)商使用靜態(tài)理論進行變壓器的機械力計算，由靜態(tài)理論可知銅導(dǎo)線變壓器只要計算導(dǎo)線應(yīng)力小于1600kg/cm2，但是在實際使用過程當(dāng)中，變壓器內(nèi)部的動力學(xué)是一個復(fù)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(chǎn)品。但是如何實現(xiàn)變壓器的低損耗，各個生產(chǎn)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(shè)計環(huán)節(jié)中，如果引線支點考慮不充分導(dǎo)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(fā)相間短路故障。（二）材料質(zhì)量不過關(guān)變壓器的絕緣壓板、層壓木板加工質(zhì)量以及機械強度不符合標準要求，也會造成短路故障頻發(fā)的現(xiàn)象。有的變壓器生產(chǎn)廠商為了***大限度的降低繞組渦流的損耗、加工難度以及減小生產(chǎn)運營成本，往往在設(shè)計過程當(dāng)中，使用厚度較薄的導(dǎo)線或者普通廉價的換位導(dǎo)線而并非機械性能較強的半硬導(dǎo)線，這些普通的廉價材料雖然能夠幫助企業(yè)降低生產(chǎn)運營成本，但是受到材料本身性能的***，無法滿足變壓器繞組的抗短路能力。此外由于目前國內(nèi)生產(chǎn)廠商水平參差不齊，生產(chǎn)工藝與國外一些先進技術(shù)存在較大差距，以至于絕緣板的密度不夠，導(dǎo)致自然收縮現(xiàn)象也容易引發(fā)變壓器短路故障。（三）結(jié)構(gòu)方面存在嚴重問題變壓器在結(jié)構(gòu)方面存在嚴重問題也會引發(fā)短路故障，由于變壓器從制造出廠到投入使用要經(jīng)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(nèi)部構(gòu)造不牢固，就會因撞擊造成繞組位移以及絕緣損傷等結(jié)構(gòu)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(huán)境中運行的問題對于220kv大容量變壓器來說，內(nèi)圈帶的連接狀況也是短路故障發(fā)生的一個重要決定因素。雖然內(nèi)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(shè)計不夠合理，導(dǎo)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(fā)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(fā)生短路時產(chǎn)生的電動力使導(dǎo)線絕緣損傷而被擊穿。變壓器的線圈在進行繞制時，導(dǎo)線的張緊力不夠或者受到工藝以及裝備方面的***，線圈繞制較松時會形成懸空現(xiàn)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(wěn)固也容易引發(fā)變壓器的短路故障。如果繞制線圈的間隙過大，導(dǎo)致線圈的內(nèi)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(jīng)過疊裝后沒有進行有效的測量以及對壓力的適當(dāng)調(diào)整，還會造成鐵心夾緊不嚴密，運輸碰撞中容易發(fā)生位移，造成變壓器內(nèi)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(tǒng)中的重要作用，所以有必要對其質(zhì)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(shù)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(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計變壓器的物理結(jié)構(gòu)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(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行優(yōu)化改良，使其內(nèi)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(jié)構(gòu)設(shè)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(nèi)部的繞組結(jié)構(gòu)件受到的沖擊力進行測量，為變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)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(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)，為完善變壓器的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及提升抗短路能力奠定堅實的基礎(chǔ)。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(chǎn)商的產(chǎn)品獲得合格保證，更重要的是將安全可靠的技術(shù)運用到實際生產(chǎn)當(dāng)中，避免一些廠商僅僅為測試和加固變壓器，實際生產(chǎn)中沒有進行技術(shù)推廣。總之，目前隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，電力系統(tǒng)運行質(zhì)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(tǒng)變壓器抗短路能力，除了需要生產(chǎn)廠商在機械力計算與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計方面進行***改良以外，還應(yīng)該注意工藝操作方面存在的質(zhì)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***提升電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。綜上所述，隨著電網(wǎng)改造的深入進行，為了發(fā)展所需提高電力系統(tǒng)中變壓器的抗短路能力是十分必要的。通過提高電力系統(tǒng)中變壓器的抗短路能力不僅可以有效地提高礦區(qū)電網(wǎng)運行的安全性，而且還能縮短處理故障所需要的時間，***大化的減少損失，而且還能制止事故發(fā)生確保電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運行。
2025-06-19只有建立在變壓器智能化在線監(jiān)測基礎(chǔ)上的狀態(tài)檢修，才具有真正的現(xiàn)實意義。它不僅避免了預(yù)防性試驗和定期檢修所帶來的盲目性和強制性，節(jié)省了大量的人力、物力和財力，而且增強了輸變電設(shè)備的供電可靠性，延長了變壓器的使用壽命，具有廣闊的發(fā)展前景。隨著電網(wǎng)公司加快建設(shè)堅強智能電網(wǎng)，智能變壓器技術(shù)水平的提升將對智能電網(wǎng)建設(shè)具有巨大的推動作用。而變壓器在線監(jiān)測功能和實時反饋交互功能將會為傳統(tǒng)變壓器插上智能發(fā)展翅膀。全球變壓器監(jiān)測系統(tǒng)高速發(fā)展Technavio發(fā)布的全球變壓器監(jiān)測系統(tǒng)市場研究報告稱，2016-2020年，全球變壓器監(jiān)測系統(tǒng)市場年復(fù)合增率高達36%。就亞太地區(qū)而言，經(jīng)濟的快速發(fā)展與人口的迅速增長勢必會推動市場對變壓器的需求增長以加強配電。這些大型的變壓器網(wǎng)絡(luò)需要持續(xù)的監(jiān)測以預(yù)防輸配電過程中出現(xiàn)故障從而導(dǎo)致停電。因此，未來五年，亞太地區(qū)的變壓器監(jiān)測市場潛力巨大。不僅如此，工業(yè)、商業(yè)和居民用戶的用電需求也在持續(xù)增長，從而刺激電力企業(yè)加快電網(wǎng)改擴建，而安裝配電變壓器變成重中之重，因為這不僅可以擴大配電范圍，還能夠?qū)匣淖儔浩鬟M行換代升級，從而進一步推動市場對監(jiān)測需求的增長。從此可見，未來幾年，無論是在發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，穩(wěn)定、負擔(dān)得起的電力供應(yīng)是經(jīng)濟增長的關(guān)鍵。變壓器作為輸配電系統(tǒng)中關(guān)鍵的高成本設(shè)備將在其中發(fā)揮重要作用，因此，其運營就需要持續(xù)實時監(jiān)測以確保穩(wěn)定可靠的電力輸送。變壓器在線監(jiān)測的優(yōu)越性隨著現(xiàn)代傳感技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，變壓器等高電壓設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測有了堅實的基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)變壓器相比，智能變壓器具有智能化的在線監(jiān)測功能，日益成為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要設(shè)備。變壓器在線監(jiān)測是以微處理技術(shù)為核心，它集傳感器、數(shù)據(jù)收集、通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析功能于一體，通過連續(xù)監(jiān)測在一段時間內(nèi)狀態(tài)參數(shù)，及時捕捉變壓器早期故障的先兆信息，根據(jù)變壓器參數(shù)的變化趨勢來判定變壓器運行狀態(tài)。與傳統(tǒng)變壓器相比，智能化的在線監(jiān)測功能具有以下幾大優(yōu)勢：有效防范變壓器各種故障的發(fā)生和發(fā)展，并降低意外停電所帶來的經(jīng)濟損失。對運行中的變壓器進行實時監(jiān)測，彌補了常規(guī)試驗與檢測手段的不足。盡管依據(jù)捕捉到的變壓器動態(tài)信息對其進行內(nèi)部突發(fā)性故障預(yù)測還存在一定的局限性，但它仍是目前制訂變壓器檢修計劃***有效的技術(shù)依據(jù)，具有十分重要的指導(dǎo)意義。具有高度可靠性、免維護性和自檢功能。一旦監(jiān)測儀自身存在問題，可自動發(fā)出聲光呼叫報警信號。因此，它消除了常規(guī)檢測方法中檢測裝置異常所導(dǎo)致的誤判問題。經(jīng)濟效益可觀。變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)的投資費用，主要包括傳感器和智能監(jiān)測軟件兩部分。據(jù)國內(nèi)外有關(guān)部門統(tǒng)計，一套完整的變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)的成本一般約為變壓器價格的1%。但由于能夠及時準確發(fā)現(xiàn)變壓器的早期故障，使其運行維護成本降低75%，每年所節(jié)約的費用相當(dāng)于變壓器價格的2%，而且可以延長使用壽命10年左右，其經(jīng)濟效益相當(dāng)可觀。變壓器在線監(jiān)測的發(fā)展趨勢就目前變壓器在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用情況看，雖然還存在著抗電磁干擾能力不強、使用壽命偏短、價格偏高等缺陷，但由于其具有常規(guī)檢測手段所無可比擬的優(yōu)越性，所有問題都將在發(fā)展中逐步得以解決。從政策層面而言，由于智能電網(wǎng)建設(shè)的需求推動，以及各科研院所、在線監(jiān)測公司研發(fā)力度的不斷加大，在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用工作正在穩(wěn)步推進，不僅促使變壓器檢修規(guī)程、管理方法要隨之變革，而且必將導(dǎo)致規(guī)范的狀態(tài)檢修管理體系的確立，以及技術(shù)標準的***終統(tǒng)一。從經(jīng)濟層面而言，隨著國內(nèi)在線監(jiān)測設(shè)備生產(chǎn)與軟件開發(fā)廠商研發(fā)力度的加強和國外同類產(chǎn)品的競爭，以及電網(wǎng)需求旺盛等因素的影響，不僅其軟硬件產(chǎn)品的價格將大幅下降，而且性價比也將大幅提高。從技術(shù)層面而言，硬件設(shè)備將向更加智能化方向發(fā)展，免維護性將更高。智能型傳感器的采用，使將電磁干擾得到有效抑制;隨著新型材料的廣泛采用，色譜分析的透氣膜等設(shè)備的使用壽命也將延長。故障分析軟件系統(tǒng)也將與離線試驗、設(shè)備狀態(tài)、運行數(shù)據(jù)等信息有機融合，開展綜合化的在線診斷，不同系統(tǒng)的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)將通過網(wǎng)絡(luò)共享。隨著電網(wǎng)公司加快建設(shè)堅強智能電網(wǎng)，智能變壓器技術(shù)水平的提升將對智能電網(wǎng)建設(shè)具有巨大的推動作用。而變壓器在線監(jiān)測功能和實時反饋交互功能將會為傳統(tǒng)變壓器插上智能發(fā)展翅膀。
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