胡耀东，郭红兵，付文光，郑 璐

（1.内蒙古电力科学研究院，呼和浩特 010020；2.内蒙古自治区高电压与绝缘技术企业重点实验室，呼和浩特 010020）

0 引言

变压器是电力系统的关键设备，其健康状态直接影响电力系统的安全稳定运行。变压器在运行时有可能遭受短路冲击，流经绕组的电流急剧增大，绕组在短路电流和漏磁通作用下受到巨大的电动力，若变压器的抗短路能力不足，绕组将出现鼓包、扭曲、形变等现象，严重时还会发生线圈烧毁、断股、匝间短路等事故，造成巨大的经济损失。2019年内蒙古电力科学研究院进行变压器抗短路能力排查工作，科学评估了变压器可耐受短路电流能力，为针对性地开展运维检修提供可靠的数据支撑。

1 变压器抗短路能力评估原理

1.1 短路过程建模

以单相双绕组变压器低压侧短路为例，分析短路发生瞬间短路电流的大小和变化趋势，等效电路图如图1所示。

图1 单相双绕组变压器低压侧发生短路等效电路图

图2 短路电流仿真波形

1.2 短路时绕组受力分析

变压器发生外部短路时，绕组中的某段导体周围磁场可视为均匀的，在磁场中受到的电动力可看作无限多直线电流元所受到的电磁力F=BIΔL 的矢量和，B 为磁通密度，I 为电流值，ΔL 为导体长度的微分，电磁力的方向由左手定则确定。

同心式绕组中流过电流产生的漏磁通以轴向漏磁通为主[1-2]，绕组某点在轴向漏磁通与电流作用下受到的电磁力F可分解为横向电动力Fq（径向力）和纵向电动力Fd（轴向力），如图3 所示。……