变压器匝间短路故障排查分析

摘 要：防止变压器在生产过程中发生故障与事故，其目的是因为变压器在整个电力系统中有着不可替代的地位。但其故障和事故不可能完全避免，是由于变压器长期持续的运行。本文着重以一次铁路供电变压器事故为例，这次事故主要是由匝间短路故障引起的，从而对变压器匝间短路故障查找原因，发现问题进而处理解决问题。找出变压器维护的解决办法，达到正常运行。

关键词：变压器；匝间；短路；故障

1 变压器事故经过

2013年6月18日凌晨3时，枣庄输油站10KV市电失效，备用发电机自启动。8时，打开进线柜及变压器柜，发现A、C两项熔断器损坏。更换后进行相关检查，10时进行送电，投运变压器时，无法投用，A-B相电压升高至超量程（12KV），遂进行停电操作。此时，室外跌落保险A C两相烧毁。15时，在此打开进线柜、变压器柜及变压器设备进行排查，对线路及设备进行绝缘检测，未发现问题。用直流单臂电桥对变压器进行检测，发现AC相电阻值异常，判断变压器损坏。最后更换变压器，供电恢复正常。

2 变压器事故原因

“对一个时期以来近代变压器所发生的击穿事故所作的研究确实证明，变压器损坏总量的70%～80%最终归于匝间短路。”这是由英国人A.C.夫兰克林与D.P.夫兰克林所编著的《变压器全书》这样阐述 。

出故障的变压器是山东达驰电气有限公司生产的SG10-250/10，出厂日期为2007年6月。

QJ23a型直流单臂电桥测量结果如表1：

数据表明：变压器内部匝间短路造成变压器损坏。

3 造成变压器匝间短路的原因

3.1 变压器过热运行

变压器运行温度升高使变压器内部热绝缘化加剧，使变压器寿命减少。

3.2 超负荷运行

对用电设备是不利的原因有很多，配电变压器三相负载分配不平衡，导致阻抗压降不对称，三相电流不对称、低压三相电压不平衡。影响变压器的出力，是因为对于Y/Y0-12 接线的变压器，其中零线将出现零序电流，而零序电流引起的零序磁通在绕组中导致感应出零序电势使中性位移。其中电流大的一相过负荷，使绕组绝缘损坏，而小的一相则达不到额定值，

3.3 绝缘绕组受潮

之所以油面降低和绝缘油质不佳导致绕组绝缘受潮，是因为这些原因：

（1）在潮湿度较高地区，湿度很高，潮汽过重，很多潮气进入使绝缘受潮，而此时配电变压器未投入使用。

（2）绝缘油中空气中水分的大量进入，降低了绝缘强度，再加上绝缘油与空气大面积、长时间接触，这些种种原因使一些不经常保养的变压器，致使油面降低，

（3）绝缘强度大幅降低，是因为变压器在运输、运行过程中没有正当维护，杂质、水分或其他油污混入变压器油中。

（4）变压器故障老旧的主要原因有，绕组内层浸漆不透，在生产制造过程中水分没有被完全蒸发，绕组引线接头焊接不良等绝缘不完整导致了匝间、层间短路。在达到或接近使用年限时，绝缘自然枯焦变黑，绝缘特性下降。

3.4 变压器内部杂质

变压器内部的杂质包括水分、气体和固体杂质，在这里主要是固体杂质对变压器绝缘的影响。

在变压器制造、检修过程中残留形成的杂质分为三种固体杂质，分为导电性杂质、导磁性杂质与非导电性杂质。可能是由于材料的磨损、老化在工作过程中等形成的。其中铁粉是导磁性杂质，导电性杂质包括铜粉、铝粉、炭粉等；绝缘纸屑、纤维、漆皮及净化用的硅胶属于非导电性杂质。

4 分析事故原因

在排出外界影响因素后，通过现场仔细测量，加上分析外电线路情况、负载情况和测试数据，终于找到了枣庄输油站干式变压器损坏的原因。干式变压器在配电室环境可以正常使用，配电室内安装有5匹空调一台，长期保持室内温度在25度左右。事故发生时，天气情况不太潮湿，外部正常供电，不存在累积或供电电压不正常波动对干式变压器正常使用的影响。变压器内及下面未发现放电火花产生的金属熔珠，变压器外暴漏的导线部分也未发现有强烈的放电痕迹，表面事故中未发生高压对地或相间强烈击穿放电，高低压电缆及接线头均无过电流或过热的痕迹，表面变压器不存在过载、过电流。低压供电部分事故前均工作正常，备用柴油发电机供电正常，表明不存在低压供电系统故障对变压器产生影响。考虑到造成匝间短路的主要原因，逐一进行排查，变压器无过热及超负荷运行，变压器已运行6年，配电室内湿度符合要求。

综上所述，本次事故的主要问题在于变压器内部线圈存在质量问题，因为厚度不够，表面不完整，造成了导线的匝绝缘本身不好，在绕制过程中打击绕组，使匝绝缘不完整。

5 事故经验总结

如果变压器不能工作，将导致整个电力网不能正常运行。因此说变压器在整个电力系统中发挥着极其重要功能，“一损俱损，一荣俱荣”。为了防止此类事故的重演，首先要加强电气设备的运行管理和检修，定期巡视，定期测量，定期试验，如果有缺陷要及时处理。

作者简介：赵鑫（1987-），辽宁大连人。endprint