华能长春热电厂吉林长春130000
摘要：在经济的发展过程中，电力行业成为最重要的行业之一，电力变压器作为电力系统中最重要的设备，其抗短路能力直接影响到整个系统的运行。本文主要就电力变压器的抗短路能力进行分析，提出相应的观点和看法。
关键词：电力变压器；抗短路能力；措施
电力变压器在系统中运行时，发生短路故障难以绝对避免。短路故障包括三相短路、两相短路、两相接地和相对地故障，特别是出口（首端）短路。巨大的过电流产生的电动力，因其与电流的平方成正比，将增大数百倍，对变压器的危害极大。特别是最近几年，随着电力系统供电负荷的增加，单台变压器容量的增大，供电范围趋向密集，变压器在系统运行时的短路事故极高。另外，当变压器系统防雷设施设置不合理时，如变压器抗短路能力差，则配电线路进雷会造成二次直流保险熔断，低压开关和母排烧熔，使高低压绕组变形，也会损坏变压器套管等外部配件，严重的会导致变压器整体报废。
1电力变压器短路故障及危害分析
一台配电变压器的损坏，要短期影响一个工厂企业，而一台电力变压器的短路事故，则影响一个城市地区，更换措施难度很大，而修复需2一3个月，因此，提高电力变压器的抗短路能力，一直是电力部门十分关注的事，也是制造部门努力奋斗的主要目标。变压器短路故障分为变压器出口短路、内部引线或绕组间对地短路以及相与相之间短路等。电力变压器发生出口短路时，变压器受到短路电流冲击，轻者造成绕组变形，严重者绕组明显变形，绝缘受到一定程度破坏。短路电动力和机械力的作用，使绕组产生严重不可逆变形，绕组尺寸和形状均发生重大变化。电动力造成的绕组鼓包、位移以及匝间短路导致绕组力学性能下降和绝缘距离发生变化，若再次遭受短路电流冲击，在巨大的冲击点动力下，变压器将发生损坏事故。持续运行积累将使变压器绕组进一步变形，直至量的积累导致质的变化。
2电力变压器短路电动力分析
变压器短路时，最大短路电流可达额定电流的20～30倍，由于短路时产生的电动力与电流的平方成正比，故短路时绕组所受的电动力为额定时的几百倍，可能使变压器的绕组变形和绝缘损坏。由于短路过渡过程中的电流是连续变化的，而绕组及其部件在电动力的作用下也产生位移，这种位移与绕组及其部件的材料惯性力及预压紧力在位移时作用的摩擦力有关，因此短路电动力的分析是一个相当复杂的动态过程分析。
2.1径向电动力
漏磁场的轴向分量与短路电流相互作用，对绕组产生径向力。由于漏磁场感应强度呈三角形分布，作用在绕组导线上的力与导线所在处的磁感应强度成正比，所以挨近漏磁场主空道的导线所承受的作用力最大，即线段各线匝承受的径向力应不同。采用弹性模数较高的绝缘材料可使各线匝承受的机械应力分布得更均匀。径向力向内作用在内绕组上，力图使导线长度缩短，在绕组中出现压应力。同时导线由于绕组内撑条的存在而出现局部弯曲，还出现了弯曲应力。径向力向外作用在外绕组上，力图使导线伸长，在绕组中出现了拉应力。为了提高变压器绕组的整体稳定性，目前变压器绕组设计均采用了外撑条，同样在外绕组也会出现弯曲应力。径向合应力为压（拉）应力与弯曲应力之和。合应力的大小与撑条材料的弹性有关，并且随着材料弹性的增大而增大。同时，径向合应力与撑条数的关系也与撑条的材料弹性有关。
2.2轴向电动力
在变压器中，由于径向漏磁场的磁通密度沿高度方向是变化的，所以轴向电动力沿绕组高度方向的分布是不均匀的。绕组两端磁力线弯曲，绕组两端的线饼都向绕组中部产生压缩力。如果导线之间有垫块存在，那么所有的垫块都会受到周期性挤压，绕组导线存在轴向力。轴向电动力的另一部分是由于一对内、外绕组磁势不均匀（安匝不平衡）而出现的横向漏磁场与短路电流作用而产生的轴向力，一般称轴向外力。轴向外力的作用方向与横向漏磁通的方向有关，在一对内、外绕组上产生的作用力大小相同，方向相反。
3电力变压器抗短路能力的提升措施
3.1对老变压器进行技术改造
对老变压器进行技术改造，对变压器铁心的牢固方式进行强化，低压绕组导线在规格的选取及绕组方式上进行改进。选取符合规格的导线，在进行导线绕组的时候防止导线扭曲变形；保证三相线圈的相位位置充分压紧，防止短路变形。
3.2完善绕组变形试验
变压器绕组变形试验，对于发现变压器绕组缺陷具有重要的意义，对新投变压器进行绕组变形试验，取得其初始绕组频率响应数据，并定期开展绕组变形试验，对于开展变压器绕组状态评价及检修计划安排具有十分重要的参考意义。
在检修周期内，建立健全变压器绕组变形数据库，提高绕组变形试验水平，提高判断准确度。开展未做绕组变形测试的变压器排查与测试工作，保留测试数据。完善的数据库将有利于正确的状态水平评价与检修计划安排。对于运行年久、温升过高或长期过载的变压器，应在绕组变形的时候同时进行变压器油色谱分析，以确定绝缘老化程度，必要时进行进一步绝缘老化鉴定。
3.3加强新变压器的选型和监造
设备选型中，严格遵循有关选型标准和原则，严格按照招标技术文件的要求，选用成熟、可靠的变压器厂家的产品，杜绝抗短路冲击能力差的变压器投入电网运行。对设备选型时，应充分考虑现有设备结构状况，取消冗余功能，选择可靠结构，在充分考虑电网的短路容量与设备的动稳定性能之后，再确定设备参数，根据电网实际需求合理配置分接开关，对性能参数的要求应和目前制造水平及材质状况相适应。除此之外，变压器要经过长途运输才能到达强电流试验站，这和经长途运输到达安装工地一样，器身不得有位移、变形及损伤现象。一台变压器如果在运输途中有所损伤，要想试验合格，无疑地增加了难度。每个工厂都应该生产出经长途运输到工地的合格产品，如果产品经受不了运输的考验，可能就难以顺利地通过短路试验。
4结束语
随着经济的不断发展，对电力系统的要求逐渐提高，其中，电力变压器作为其中的重要设备，对变压器抗短路能力也有了更高的标准。本文主要对电力变压器短路电动力分析，并提出电力变压器抗短路能力的提升策略。
参考文献：
[1]钱国超，邹德旭，徐晓伟，等.提高大型电力变压器抗短路能力措施[J].云南电力技术，2014，42（2）：78-80.
[2]成杰.浅析提高电力变压器抗短路能力的措施[J].大科技，2012（5）：89.
[3]潘志奇.浅议电力系统中变压器抗短路能力提高的措施[J].科技与企业，2012（4）：116.