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[摘 要]近年来，基于能量法的不对称平衡变压器短路阻抗问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了110kV变压器短路检修和试验问题，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就绕组导线对变压器抗短路能力的影响展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
[关键词]能量法；不对称平衡变压器；短路；阻抗
中图分类号：TM402 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0139-01
1前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，基于能量法的不对称平衡变压器短路阻抗的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对能量法的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2概述
变压器是电力系统的主设备，其运行状况直接影响系统运行的稳定性和供电的可靠性，因此变压器的安全稳定运行也就显得尤为重要。本文就从变压器运行最大的威胁入手，分析低压侧近距离出口短路的危害、发生的各类情况，发生短路冲击后的检测方法和检修手段，并有针对性的提出预防措施，确保变压器保持最佳运行状态。
电力变压器是一种用于交流电能转换的电气设备。它可以把一种交流电压、交流电流的电能转换成相同频率的另一种交流电压、交流电流的电能。变压器在电力系统中的主要作用是改变电压，利用电压提高后在传输电能过程中减少损耗的原理，在长距离传输电能前提升电压，减少线路损耗，提高送电经济型。长距离传输后，利用变压器降压，获得各级用电设备的所需电压，以满足用户使用的需求。
3 110kV變压器短路检修和试验研究
电力变压器在运行过程中，不可避免地要遭受各种短路电流的冲击，特别是变压器出口或近区短路故障，由于电动力与短路电流的平方成正比，巨大的短路冲击电流将使变压器绕组受到很大的电动力（是正常运行时的数十倍至数百倍），并使绕组急剧发热。在较高的温度下，导线的机械强度变小，电动力更容易使绕组破坏或变形，可以说变压器短路时绕组承受的巨大电磁力是变压器发生故障的主要原因之一。
电动力主要包括两大种类，即轴向力与辐向力。绕组一旦受到电动力就会出现变形的问题，严重的会引发故障。当变压器遭受近距离出口短路，低压绕组与平衡绕组的变形几率很高，其次是高中压绕组与铁芯和夹件等等。
3.1 110kV变压器绕组检查和试验
在110kV变压器发生短路故障以后，绕组变形故障存在一定的隐蔽性，很难及时发现，也不易修复。因此变压器发生短路以后，必须要检测绕组运行的实际情况，以便及时发现绕组变形故障。
第一，测量变压器的直流电阻。通过测量变压器的直流电阻的不平衡率进行严格地检查，以此了解变压器绕组受损程度。以某110kV变压器的短路事故为例，其低压侧C相直流电阻数值增加了10%左右。随后检查绕组，发现其C相绕组断了一股。
第二，测量变压器的绕组电容量。绕组匝间、饼间与层间电容都是绕组电容的组成部分。在绕组发生形变以后，通常会呈现出S型，因而绕组相对于铁芯的距离也就随之变小，间隙越小，电容量的变化也就越大，所以，绕组电容量能够以间接的方式反映出绕组形变的程度。
第三，检查吊罩后，如发现内部存在熔化铜渣或者是铝渣，就说明绕组出现了变形与断股的问题。同时，还可以通过绕组垫块移位的情况等对绕组受损的情况进行相关性的判断。
3.2 110kV变压器的铁芯与夹件检查
110kV变压器铁芯必须要具备较强的机械强度，依靠铁芯中夹紧件与连接件作为支撑。一旦绕组出现了电动力，那么其轴向力就会抵消掉夹件反作用力。若夹件与拉板强度低于轴向力，就会严重损坏夹件与拉板等。在这种情况下，通过检查铁芯与夹件的位置变化可及时发现问题。
3.3 110kV变压器油与气体
当变压器受到了短路冲击以后，其气体继电器的内部很容易形成大量的气体。所以，在发生变压器事故以后，应针对气体继电器内部气体以及变压器内部油展开相应的化验与分析，进而对故障性质进行准确地判断。
4 绕组导线对变压器抗短路能力的影响分析
现实中，变压器的绕组结构会对其抗短路能力产生直接影响。以双绕组变压器为例，一旦遭遇突发短路故障，因为受到绕组辐向力的影响，内、外绕组会分别受到压力和拉力的作用。一旦绕组受到的压力和拉力之和大于绕组的许用应力时，变压器的绕组就会发生变形，严重的甚至还可能造成导线断裂，进而对变压器的主、纵缘结构和运行质量带来严重影响。
对于大型变压器而言，其绕组导线形式一般为扁导线，辐向厚度为a，轴向宽度为b。至于导线的绝缘，则可以是漆，也可以是纸。当要设计的变压器为大容量的变压器时，因为单根扁导线无法满足容量需求，所以一般会采用多根扁导线并联的方式。此外，如果所设计的变压器要求能通过较大的电流或者对绕组的损耗要求较低时，在设计上一般会采用换位导线的方式。在实际工作中，换位导线包括普通换位导线和自粘性换位导线两种，换位导线的类型、尺寸规格以及材质等均会对变压器的抗短路能力造成影响。
一般来说，变压器绕组导线的尺寸越大，其强度就越强，所以选择大尺寸的导线对于提升变压器的抗短路能力有积极效果。但现实中因为受到变压器产品规格的制约，导线的尺寸有时不宜地取得过大，此时就需要考虑选择强度较大的导线材质来满足短路强度方面的设计要求。经过研究，半硬铜线绕组的强度比一般的软铜线绕组在辐向方面的强度能提升1.5倍以上；自粘性换位导线的强度比普通换位导线的强度更是能提升到3倍以上。至于导线尺寸对短路时绕组辐向力的影响也可以通过相关的计算软件得到。通常来说，内绕组导线的压曲强度会随着辐向厚度a的减小而减小，即a越小，内绕组的失稳性就越大；外绕组导线受到的拉伸应力会随着导线截面积的减小而增大，即导线的截面积越小，绕组的辐向强度就越小，外绕组的失稳性就越大。
5 强化110kV变压器抗短路能力的有效策略
一般来讲，变压器近距离出口短路的危害最大，而引发这一情况的原因主要有雷击、出口故障引发弧光短路、出口设备损坏，外力破坏等等因素，而二次侧继电保护失灵造成的越级也是变压器主要冲击之一。在变压器实际运行中无法完全避免二次近距离短路冲击，因此需要提高变压器的抗短路冲击能力。主要的办法有在大容量变压器的低压母线处加装电抗器，提高短路冲击电流下的电抗和阻抗值，从而限制短路电流。另外从变压器的设计上入手，采用低压侧高阻抗设计，也能够在一定程度上限制短路电流。同时在运行中也要采取积极的必要的措施避免低压近距离短路情况的发生，例如在低压母线桥加装绝缘护套，低压采用加强绝缘的设备，增加大容量变压器低压侧的过流保护，低压出线在近距离处尽量采用电缆等等，尽量降低近距离短路的发生概率，以降低变压器受到冲击的次数。
6 结束语
综上所述，加强对基于能量法的不对称平衡变压器短路阻抗问题的研究，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的不对称平衡变压器短路阻抗过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1]李超.110kV变压器状态检修及常见故障浅析[J].科技风.2017（11）：60-62.
[2]朱翼.110kV變压器常见故障及其状态检修[J].广东科技.2017（01）：115-116.
[3]李伟晓.浅析110kV变电站变压器的安装与检修[J].中国科技纵横.2016（21）：88-89.
[关键词]能量法；不对称平衡变压器；短路；阻抗
中图分类号：TM402 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0139-01
1前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，基于能量法的不对称平衡变压器短路阻抗的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对能量法的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2概述
变压器是电力系统的主设备，其运行状况直接影响系统运行的稳定性和供电的可靠性，因此变压器的安全稳定运行也就显得尤为重要。本文就从变压器运行最大的威胁入手，分析低压侧近距离出口短路的危害、发生的各类情况，发生短路冲击后的检测方法和检修手段，并有针对性的提出预防措施，确保变压器保持最佳运行状态。
电力变压器是一种用于交流电能转换的电气设备。它可以把一种交流电压、交流电流的电能转换成相同频率的另一种交流电压、交流电流的电能。变压器在电力系统中的主要作用是改变电压，利用电压提高后在传输电能过程中减少损耗的原理，在长距离传输电能前提升电压，减少线路损耗，提高送电经济型。长距离传输后，利用变压器降压，获得各级用电设备的所需电压，以满足用户使用的需求。
3 110kV變压器短路检修和试验研究
电力变压器在运行过程中，不可避免地要遭受各种短路电流的冲击，特别是变压器出口或近区短路故障，由于电动力与短路电流的平方成正比，巨大的短路冲击电流将使变压器绕组受到很大的电动力（是正常运行时的数十倍至数百倍），并使绕组急剧发热。在较高的温度下，导线的机械强度变小，电动力更容易使绕组破坏或变形，可以说变压器短路时绕组承受的巨大电磁力是变压器发生故障的主要原因之一。
电动力主要包括两大种类，即轴向力与辐向力。绕组一旦受到电动力就会出现变形的问题，严重的会引发故障。当变压器遭受近距离出口短路，低压绕组与平衡绕组的变形几率很高，其次是高中压绕组与铁芯和夹件等等。
3.1 110kV变压器绕组检查和试验
在110kV变压器发生短路故障以后，绕组变形故障存在一定的隐蔽性，很难及时发现，也不易修复。因此变压器发生短路以后，必须要检测绕组运行的实际情况，以便及时发现绕组变形故障。
第一，测量变压器的直流电阻。通过测量变压器的直流电阻的不平衡率进行严格地检查，以此了解变压器绕组受损程度。以某110kV变压器的短路事故为例，其低压侧C相直流电阻数值增加了10%左右。随后检查绕组，发现其C相绕组断了一股。
第二，测量变压器的绕组电容量。绕组匝间、饼间与层间电容都是绕组电容的组成部分。在绕组发生形变以后，通常会呈现出S型，因而绕组相对于铁芯的距离也就随之变小，间隙越小，电容量的变化也就越大，所以，绕组电容量能够以间接的方式反映出绕组形变的程度。
第三，检查吊罩后，如发现内部存在熔化铜渣或者是铝渣，就说明绕组出现了变形与断股的问题。同时，还可以通过绕组垫块移位的情况等对绕组受损的情况进行相关性的判断。
3.2 110kV变压器的铁芯与夹件检查
110kV变压器铁芯必须要具备较强的机械强度，依靠铁芯中夹紧件与连接件作为支撑。一旦绕组出现了电动力，那么其轴向力就会抵消掉夹件反作用力。若夹件与拉板强度低于轴向力，就会严重损坏夹件与拉板等。在这种情况下，通过检查铁芯与夹件的位置变化可及时发现问题。
3.3 110kV变压器油与气体
当变压器受到了短路冲击以后，其气体继电器的内部很容易形成大量的气体。所以，在发生变压器事故以后，应针对气体继电器内部气体以及变压器内部油展开相应的化验与分析，进而对故障性质进行准确地判断。
4 绕组导线对变压器抗短路能力的影响分析
现实中，变压器的绕组结构会对其抗短路能力产生直接影响。以双绕组变压器为例，一旦遭遇突发短路故障，因为受到绕组辐向力的影响，内、外绕组会分别受到压力和拉力的作用。一旦绕组受到的压力和拉力之和大于绕组的许用应力时，变压器的绕组就会发生变形，严重的甚至还可能造成导线断裂，进而对变压器的主、纵缘结构和运行质量带来严重影响。
对于大型变压器而言，其绕组导线形式一般为扁导线，辐向厚度为a，轴向宽度为b。至于导线的绝缘，则可以是漆，也可以是纸。当要设计的变压器为大容量的变压器时，因为单根扁导线无法满足容量需求，所以一般会采用多根扁导线并联的方式。此外，如果所设计的变压器要求能通过较大的电流或者对绕组的损耗要求较低时，在设计上一般会采用换位导线的方式。在实际工作中，换位导线包括普通换位导线和自粘性换位导线两种，换位导线的类型、尺寸规格以及材质等均会对变压器的抗短路能力造成影响。
一般来说，变压器绕组导线的尺寸越大，其强度就越强，所以选择大尺寸的导线对于提升变压器的抗短路能力有积极效果。但现实中因为受到变压器产品规格的制约，导线的尺寸有时不宜地取得过大，此时就需要考虑选择强度较大的导线材质来满足短路强度方面的设计要求。经过研究，半硬铜线绕组的强度比一般的软铜线绕组在辐向方面的强度能提升1.5倍以上；自粘性换位导线的强度比普通换位导线的强度更是能提升到3倍以上。至于导线尺寸对短路时绕组辐向力的影响也可以通过相关的计算软件得到。通常来说，内绕组导线的压曲强度会随着辐向厚度a的减小而减小，即a越小，内绕组的失稳性就越大；外绕组导线受到的拉伸应力会随着导线截面积的减小而增大，即导线的截面积越小，绕组的辐向强度就越小，外绕组的失稳性就越大。
5 强化110kV变压器抗短路能力的有效策略
一般来讲，变压器近距离出口短路的危害最大，而引发这一情况的原因主要有雷击、出口故障引发弧光短路、出口设备损坏，外力破坏等等因素，而二次侧继电保护失灵造成的越级也是变压器主要冲击之一。在变压器实际运行中无法完全避免二次近距离短路冲击，因此需要提高变压器的抗短路冲击能力。主要的办法有在大容量变压器的低压母线处加装电抗器，提高短路冲击电流下的电抗和阻抗值，从而限制短路电流。另外从变压器的设计上入手，采用低压侧高阻抗设计，也能够在一定程度上限制短路电流。同时在运行中也要采取积极的必要的措施避免低压近距离短路情况的发生，例如在低压母线桥加装绝缘护套，低压采用加强绝缘的设备，增加大容量变压器低压侧的过流保护，低压出线在近距离处尽量采用电缆等等，尽量降低近距离短路的发生概率，以降低变压器受到冲击的次数。
6 结束语
综上所述，加强对基于能量法的不对称平衡变压器短路阻抗问题的研究，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的不对称平衡变压器短路阻抗过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1]李超.110kV变压器状态检修及常见故障浅析[J].科技风.2017（11）：60-62.
[2]朱翼.110kV變压器常见故障及其状态检修[J].广东科技.2017（01）：115-116.
[3]李伟晓.浅析110kV变电站变压器的安装与检修[J].中国科技纵横.2016（21）：88-89.