干式变压器常见短路损坏的原因及解决方法

1、近年来，干式变压器事故时有发生。从干式变压器事故分析来看，短路损坏已成为电力干式变压器事故的主要原因，对电网造成极大危害，严重影响电网安全运行。对近十年来上海电力公司电力干式变压器外部短路造成的损坏事故进行分类分析，提出电磁线圈选用中存在的问题及减少此类事故的措施。

　　2、干式变压器短路事故 2010年1月至2022年5月，上海电网共发生干式变压器短路损坏事故17起，占损坏事故总数的77.3%，是造成干式变压器短路损坏的主要原因。损坏，总容量为 2,750 兆瓦。其中500kV 2台，220kV 13台，110kV 2台。220 kV 和 110 kV 一组因低压线圈变形严重而不得不更换。干式变压器改造过程中发现4组220kV低压绕组变形，2组500kV绕组在运行中出现变形迹象。特别是2011年以来，干式变压器损坏事故呈上升趋势，事故范围不断扩大。事故的主要形式有：

　　1) 经过多次外部短路冲击，线圈变形逐渐严重，绝缘击穿损坏更加频繁；

　　2) 外观在短时间内频繁受到短路冲击损坏；

　　3) 长期短路冲击损坏；

　　4) 短期短路冲击损坏。

　　3、干式变压器短路损坏的主要形式：

　　3.1 轴向不稳定：这种损坏主要是由径向漏磁产生的轴向电磁力引起的，造成干式变压器轴向变形缠绕。此类事故占损坏事故总数的52.9%。

　　3.1.1 绕组线圈的上下弯曲变形：这种损坏是由于在轴向电磁力的作用下，由于弯矩过大，两个轴向隔圈之间的线圈产生了变形。通常，两个绕组线圈之间的变形是对称的。

　　3.1.2 绕组或线圈塌陷。这种损坏是由于线材在轴向力的作用下相互挤压或碰撞，造成斜向变形。如果线材稍有倾斜，轴向力会使倾斜度增大，严重时会塌陷；线材的纵横比越大，越容易造成塌陷。端部漏磁场除了轴向分量外，还有径向分量。由两个方向的漏磁产生的组合电磁力使内绕组线向内转动，外绕组向外转动。

　　3.1.3 当缠绕应力上升时，压板会散开。这种损坏通常是由过大的轴向力、端部支撑的强度和刚度不足或装配缺陷引起的。

　　3.2 径向不稳定：这类损坏主要是由于轴向漏磁产生的径向电磁力导致干式变压器绕组径向变形，占损坏事故总数的41.2%。

　　3.2.1 外绕组拉长造成的绝缘损坏。径向电磁力试图使外绕组的直径变大。当作用在导线上的拉应力过高时，会发生变形。由于损坏的电线绝缘层，这种变形通常会导致匝间短路。严重时线圈会出现故障、塌陷甚至断裂。

　　但由于铁芯的压缩变形和支柱的支撑方式不同，沿绕组圆周的应力不均匀，导致线圈局部不稳定和屈曲变形。

　　3.3 导线固定不稳：这种损坏主要是由于导线间的电磁力作用，造成导线振动，导线间短路。