关于变压器匝间短路的分析

徐济顺

摘 要：变压器匝间短路作为变压器的常见故障，如何简单有效地从变压器的电流信息中分析出变压器是否存在匝间短路。所以，从理论上分析主变匝间故障的故障模型，结合一起主变内部故障时实际故障信息，从而验证故障模型的正确性。最后根据主变匝间故障的特点提出匝间故障实用分析方法。

关键词：匝间短路 故障分量 序网图

中图分类号：U226 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（c）-0029-02

变压器故障从其结构上通常分为绕组故障、套管故障、分接开关故障、铁芯故障及其它故障等。其中绕组故障是最严重的故障，它分为匝间、层间、相间的短路、接地和断线等。据资料统计，主变匝间短路占主变故障的一半。匝间短路故障作为变压器一种比较常见的故障，比较轻微，不易被发觉，且变压器还能运行。但如果不能及时排除这种輕微的内部故障，随着时间推移，会发展越来越严重，将酿成严重的后果。对匝间短路的分析还缺乏有效的理论，而生产过程中匝间短路故障出现会带来较大的经济损失。因此，需要一种有效的变压器匝间短路分析模型。该文应用对称分量法得出变压器发生匝间短路时的序网图，提出了变压器匝间短路的分析模型。

1 问题的提出

变压器作为电力系统输变电过程中的主要电力设备，其可靠运行对电网的安全稳定运行有着重要的意义。希望在运行监视过程中发现变压器高压侧及其它侧电流出现异常而保护未动作时，能判断出变压器是否存在故障，如果出现轻微故障便能及时将变压器停运，避免故障扩大。或者变压器故障跳闸后，根据其电流信息判断是否变压器故障，避免再次试送对变压器造成冲击。或是区外故障误动，可以及时恢复变压器运行，提高供电可靠性。

在变压器出现轻微故障时如何快速、有效地进行判别，这需要对变压器进行故障分析，关于变压器故障分析大都是变压器引出线上的相间故障或接地故障，对于变压器内部匝间故障的分析较少，所以该文基于对称分量法从理论上分析主变匝间故障的故障模型，结合一起主变内部故障时实际故障信息，从而验证故障模型的正确性。

2 理论分析

Y/△接线的双绕组变压器在高压星形绕组发生匝间短路时，可把短路绕组和高压绕组分离开来，于是故障后的变压器可看作一个Y/Y/△接线的三绕组变压器，高压绕组的匝数也相应减少，由此可见，Y/△接线的双绕组变压器匝间短路模型为Y/Y/△接线的三绕组变压器。

变压器被看成是三绕组变压器，其等值回路是由三个漏抗ZH，ZL，ZK按星形连接的回路。H，L，K分别表示高压侧、低压侧及短路绕组侧。Z1fh和Z2fh为低压侧的正、负序负荷阻抗。高压侧中性点接地时刀闸S闭合，否则S断开。

由于Z1fh《Z1s、ZH、ZL；Z2fh》Z2s、ZH、ZL。所以忽略Z1s、Z2s、ZH、ZL。且Y/△接线的变压器，图2可简化为图3。

3 结语

通过前面的理论分析和实际故障计算表明，变压器匝间短路应用对称分量法可以简化为图3所示的序网图。该文中提出的变压器匝间短路故障模型及计算方法适用于变压器匝间短路时故障电流的幅值及相位计算。以上分析得出变压器匝间故障时的电流特征，根据其故障特征可以在变压器运行中或故障跳闸后简单、快速并且可靠的判断出变压器是否存在故障，以便于运行维护，在电网运行中具有一定的实用价值。

参考文献

[1] 孙旭东.电机学[M].北京：清华大学出版社，2006.

[2] 胡冠中，姚缨英，倪光正.变压器绕组内部短路故障的数值仿真方法[J].浙江理工大学学报，2006，23（3）：336-341.