Có rất nhiều nguyên nhân phức tạp dẫn đến các lỗi và sự cố bên trong của máy biến áp do đoản mạch ở đầu ra của máy biến áp. Nó liên quan đến quy hoạch cấu trúc, chất lượng của nguyên liệu, mức độ quy trình, điều kiện hoạt động và các yếu tố khác, nhưng việc lựa chọn dây điện từ là chìa khóa. Theo phân tích các vụ tai nạn máy biến áp trong thời gian qua, đại khái có các nguyên nhân sau liên quan đến dây điện từ.
1. Đường dây điện từ được lựa chọn dựa trên quy hoạch lý thuyết tĩnh của máy biến áp hoàn toàn khác với ứng suất tác dụng lên đường dây điện từ trong quá trình vận hành thực tế.
2. Hiện tại, quy trình tính toán của các nhà sản xuất khác nhau dựa trên các mô hình lý tưởng hóa về sự phân bố đồng đều của từ trường rò rỉ, cùng đường kính vòng dây và lực pha bằng nhau. Trên thực tế, từ trường rò của máy biến áp phân bố không đều, tập trung tương đối ở phần ách, dây điện từ ở khu vực này cũng chịu lực cơ học lớn; Tại điểm chuyển vị, sự leo lên của dây dẫn chuyển vị sẽ làm thay đổi hướng truyền lực và tạo ra mômen xoắn; Do hệ số mô đun đàn hồi của khối đệm và sự phân tán không đều của khối đệm dọc trục, lực xoay chiều do từ trường rò xen kẽ sinh ra sẽ làm trễ cộng hưởng, đây cũng là nguyên nhân cơ bản dẫn đến biến dạng sơ cấp của bánh dây tại ách lõi sắt, chuyển vị và các bộ phận tương ứng có nấc điều chỉnh điện áp.
3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền uốn và kéo của dây điện từ không được xét đến trong tính toán điện trở ngắn mạch. Khả năng chống ngắn mạch được lên kế hoạch trong điều kiện nhiệt độ bình thường không thể phản ánh hoạt động thực tế. Theo kết quả thử nghiệm, nhiệt độ của dây điện từ có ảnh hưởng gì đến giới hạn tuân thủ của nó không? 0,2 có tác động lớn. Với sự cải thiện nhiệt độ của dây điện từ, độ bền uốn, độ bền kéo và độ giãn dài của nó giảm. Độ bền kéo khi uốn ở 250 ℃ giảm hơn 10% và độ giãn dài giảm hơn 40%. Đối với máy biến áp trong hoạt động thực tế, dưới tải bổ sung, nhiệt độ cuộn dây trung bình có thể đạt 105 ℃ và nhiệt độ điểm nóng nhất có thể đạt 118 ℃. Nói chung, máy biến áp có quá trình đóng lại trong quá trình hoạt động. Do đó, nếu điểm ngắn mạch không thể biến mất trong một thời gian, nó sẽ nhận ngay tác động ngắn mạch thứ hai trong thời gian rất ngắn (0,8s). Tuy nhiên, do nhiệt độ cuộn dây tăng mạnh sau tác động của dòng ngắn mạch đầu tiên, nhiệt độ tối đa cho phép là 250 ℃ theo quy tắc của gbl094. Lúc này, khả năng chống ngắn mạch của cuộn dây đã giảm đi rất nhiều, đây là lý do tại sao hầu hết các vụ tai nạn ngắn mạch đều xảy ra sau khi đóng lại máy biến áp.
4. Chọn dây dẫn chuyển vị chung có độ bền cơ học kém, dễ bị biến dạng, lỏng sợi và lộ đồng khi nhận lực cơ ngắn mạch. Khi chọn dây dẫn chuyển vị chung, do dòng điện lớn và chuyển vị dốc nên bộ phận này sẽ sinh ra mômen xoắn lớn. Đồng thời, bánh dây ở hai đầu cuộn dây cũng sẽ sinh ra momen xoắn lớn do tác dụng tổng hợp của biên độ và từ trường rò dọc trục gây ra hiện tượng móp méo, biến dạng. Ví dụ, có 71 chuyển vị của pha một cuộn dây chung của máy biến áp 500kV Yanggao, do các dây dẫn chuyển vị chung dày hơn được chọn, trong đó 66 chuyển vị có mức độ biến dạng khác nhau. Ngoài ra, máy biến áp chính Wujing 1L còn do chọn dây dẫn chuyển vị chung mà các bánh dây ở hai đầu cuộn dây cao áp ở ách lõi sắt có độ lật và độ hở dây khác nhau.
5. Việc lựa chọn dây dẫn mềm cũng là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến khả năng chống ngắn mạch của máy biến áp kém. Do thiếu kiến thức trong giai đoạn đầu, hoặc khó khăn trong thiết bị và công nghệ quấn dây, các nhà sản xuất không muốn sử dụng dây dẫn bán cứng, hoặc không có yêu cầu về vấn đề này trong quy hoạch. Theo quan điểm của máy biến áp bị sự cố, chúng đều là vật dẫn mềm.
6. Cuộn dây quấn lỏng lẻo, chuyển vị trí hoặc điều chỉnh vị trí leo không được xử lý đúng cách, quá mỏng và dây điện từ bị treo. Từ hướng hư hỏng của sự cố, biến dạng hầu hết được nhìn thấy ở sự chuyển vị, đặc biệt là ở sự chuyển vị của dây dẫn chuyển vị.
7. Các cuộn dây hoặc dây quấn không được bảo dưỡng, và khả năng chống ngắn mạch kém. Không có cuộn dây nào được xử lý bằng cách nhúng sơn trong giai đoạn đầu bị hỏng.
8. Kiểm soát không đúng cách lực siết trước của cuộn dây dẫn đến sự lệch dây của các dây chuyển vị chung.
9. Khe hở của bộ đồ quá lớn dẫn đến đường điện từ không đủ hỗ trợ, làm tăng nguy cơ tiềm ẩn đối với khả năng chống ngắn mạch của máy biến áp.
10. Tải trước tác động lên mỗi cuộn dây hoặc bánh răng là không đồng đều, và sự chảy của bánh dây được hình thành trong quá trình tác động ngắn mạch, dẫn đến ứng suất uốn quá mức tác dụng lên đường điện từ và biến dạng.
11. Các sự kiện ngắn mạch bên ngoài thường xuyên xảy ra. Tác động tích lũy của lực điện động sau tác động lặp đi lặp lại của dòng điện ngắn mạch gây ra hiện tượng mềm dây điện từ hoặc dịch chuyển tương đối bên trong, cuối cùng dẫn đến đánh thủng cách điện.
