CWIEME洞见 | 电力变压器抗短路能力问题分析及质量提升措施

鲍连伟

研究员

中国南方电网

演讲主题：电力变压器抗短路能力问题分析及质量提升措施

鲍连伟出席2023 CWIEME现场演讲照片

外部突发短路引起的电力变压器故障是变压器领域中一个传统的重、难点问题。近10年的故障统计数据表明，因变压器抗短路能力不足导致的故障在所有故障类型中占比最大，是当前电力变压器运行面临的首要共性问题和运行风险。

鲍博士提到，为全面遏制变压器短路故障频发的态势，对近年来的典型变压器短路故障进行了统计分析，总结了导致电力变压器短路故障的原因。按照运行年限分析，发生抗短路能力不足故障的变压器中，运行区间在16-20年老旧主变发生4次，运行区间在20年以上的老旧主变发生5次。总体上，运行15年以上老旧变压器抗短路能力不足故障的风险更为突出。

从技术原因维度分析，运行年限较短的变压器出现短路故障的主要原因有产品设计方案、生产制造工艺等问题，特别是近年来部分供应商为了节省成本，对设计方案过度“优化”，增加了产品裕度不足的风险；对于运行15年以上的老旧变压器发生短路故障的技术原因，鲍博士认为，主要是受当时技术限制、在变压器外部已经发生了永久接地故障的情况下，变压器重合闸或强送导致变压器短时间内承受多次短路冲击以及受电网容量持续增大、线圈材料性能老化以及累积效应等综合因素的影响。

另外，鲍博士还就责任原因维度做出了数据分析，并配合实际故障案例给出了统计。

综合以上，结合电网生产一线需求和工作经验，鲍博士论述了的开展电力变压器抗短路能力校核工作的必要性及校核工作的具体要求、方法和流程。从总体技术要求来说，变压器抗短路能力校核收资参数包括变压器关键电气性能参数和变压器结构设计参数，且都需要基于系统过电压105%条件下开展。220kV及以上变压器短路电流峰值系数统一取2.69，110kV变压器统一取2.55。新投运变压器抗短路能力设计校核计算时，系统视在短路容量按照无穷大取值。从抗短路校核业务分类来说，不同的业务分类对应不同的校核范围。比如设计校核的范围是新制造入网的110-500kV电力变压器，运行校核则是110kV及以上在运变压器。

同时，鲍博士介绍了自主开发的电力变压器抗短路校核软件创新点和实现的技术突破，通过实践证明了软件的校核结果与变压器故障绕组的破坏形式具有很好的一致性，满足解决电网设备重大生产问题的需求。相关技术也推动了仿真数值技术替代物理试验的新业务模式的发展。

基于校核工作和工程经验，进一步分析了影响变压器抗短路能力的因素，从变压器设计、原材料选型、制造、运行维护等全生命周期各环节针对性提出了提升变压器抗短路能力的具体措施。从专项提升举措而言，鲍博士认为，需要规范校核工作流程和要求，开展主变抗短路能力校核工作，完善变压器抗短路能力校核技术标准体系，从源头上严格把控新入网的设备质量，严格落实抗短路不足主变改造计划。关于抗短路能力不足变压器处置策略中，需要主动试验排查、分类分批治理、多措并举及差异化治理以及动态校核及综合治理。

在技术攻关方面，提出需重点攻关老旧电力变压器累积效应的影响研究，开展绕组变形诊断测试新技术研究，加强变压器振动在线测试、扫频阻抗分析等先进诊断技术研究与应用，进一步提升电力变压器抗短路能力不足隐患检测能力。

鲍博士接受CWIEME项目组采访视频

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