变压器绕组短路故障分析与处理方法郭靖

变压器绕组短路故障分析与处理方法郭靖

郭靖

国网山西省电力公司检修分公司山西太原030032

摘要：在经济快速发展以及科学技术水平不断提升的时代背景下，我国的电力建设取得了很大的进步。变压器作为电力系统中的一个非常重要的部件，其中一旦有故障存在，就会直接影响到电力系统的稳定运行。因此，保证能够随时检查出变压器的故障并在此基础之上做出迅速反应十分重要。鉴于此，本文就变压器绕组短路故障的处理展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：变压器；绕组短路：处理措施

1引言

电力变压器是电力系统中具有重要地位的电气设备，其运行状态直接影响着电力系统的正常运行和可靠性。目前随着我国电气化的不断普及，因短路故障电流冲击而损坏变压器的故障也越来越多。绕组作为变压器中非常重要的电气部分，在很大程度上影响着变压器的正常运行。绕组短路故障不仅会对变压器的正常运行产生不利的影响，在严重的情况下还会导致变压器损坏。

2变压器绕组短路故障分析

2.1变压器绕组短路故障的类别

通常来讲，绕组短路故障包括5种，即一、二次绕组间短路、绕组股间短路、相间短路、匝间短路、绕组短路造成内部组件变形。

近几年，通过不断加厚匝绝缘以及改进绕组形式的方法虽然在一定程度上使绕组匝间故障的发生率得以降低，然而在所有的变压器短路故障中，绕组短路故障仍然是具有最高出现频率的故障类型。

2.2变压器绕组短路故障现象分析绕组短路故障一般主要包括以下几种现象：

①变压器在绕组发热的情况下导致变压器过热；

②由于绕组短路而形成强大的短路电流，致使变压器出现不断加大的振动；

③绕组直流电阻和变压器三相电压出现了不平衡的现象；

④如果绕组短路的情况比较严重，就有可能会导致出现跳闸或者继电保护动作，在严重的情况下甚至会烧毁变压器。

3短路故障的危害

电网短路故障产生的较大的短路电流会产生很大的磁场，同时变压器的漏磁场也较大，强大的电磁力使得变压器绕组承受很大的机械应力，较大的短路电流同时会在变压器绕组中发热，使得电能有很大一部分转化为热能，温度的升高会大大削弱绕组的机械强度和延伸性。变压器绕组在机械应力和热应力的作用下很容易发生扭曲变形，同时也会使绕组间、线匝和绕组间的绝缘老化严重，不仅对变压器产生很大的危害，也对电网的安全稳定运行产生很大的威胁。

4变压器绕组短路故障发生的原因和处理方法

4.1形成股间故障、匝间故障的原因和处理方法

4.1.1形成股间故障、匝间故障的原因：在变压器绕组短路中匝间短路属于具有最高出现频率的一种绕组短路故障，而多股线并绕的变压器绕组的位置属于股间故障经常发生的部位。多种原因会导致这两种故障的出现：①绕组绕制时不恰当操作而损坏匝绝缘;②运行日久，导致绝缘出现变形老化的现象，最终致使导线连通，从而引发这两种故障;③在对绕组实施加压整形处理的过程中由于过大的力度而损坏线匝绝缘;④长期过载运行使绕组导线过热，绝缘变脆，最终导致短路。⑤由于没有焊接好导线接头，致使接头在重负载下出现过热的情况而引发匝间短路;⑥变压器油箱内具有较少的油，绕组露出油面，冷却情况变差，很容易导致出现过热的现象，从而引发匝间短路[2]。

4.1.2股间故障、匝间故障的处理方法

找到绕组股间故障、匝间故障短路的部位和原因之后，应就故障原因进行有针对性的处理：①具体的检修工作过程中必须要垫实垫条，从而使绕组匝间的紧固性得以加强，避免其在电动力的作用下出现位移的现象而导致绝缘受到损伤;②定期添注变压器油，确保绕组始终在油中浸没，以形成良好的散热;③必须要采用规范的操作方式对绕组进行制作，防止出现采用铁制工具对线匝进行直接敲打的现象;④要严格地按照相应的规定要求进行各项操作，避免变压器出现经常性的过载运行的情况[3]。

4.2形成相间短路故障的原因和处理方法

4.2.1形成相间短路故障的原因

变压器两相绕组中很少出现短路的情况，一般都是工作人员在检修和组装过程中的不恰当操作引起的。在对变压器进行装卸时，若对引线螺母进行松动或者紧固，弯成弓形的软铜连接片会跟着一起转动的螺栓而转动，就有可能导致两相软铜连接片相碰撞而未发觉，最终引发相间短路。

4.2.2形成相间短路故障的处理方法

在对相间短路故障进行处理的时候必须要选择采用正确的操作方式，要避免装、拆变压器的过程中在对螺母进行拧紧和松动的时候导致软铜连接片出现相碰的情况，同时必须要选择大小适中的活扳手，而且在具体的操作过程中必须要确保均匀的用力，如果螺母不好拧，这时候不能够对其进行强行扳拧，需要将一些润滑油点滴在螺母和螺栓丝扣处，然后稍等一段时间再拧。

4.3由于绕组短路而导致变压器内部组件变形的故障原因和处理方法

4.3.1由于绕组短路而导致变压器内部组件变形的故障原因

变压器中的绕组在电流通过时会受到电动力的作用。当通过正常状态工作电流，电动力的值非常小，对绕组的损害也很小。如果发生绕组短路事故，当电流较小，同时又进行了正确的继电保护动作，绕组的变形是轻微的。但一旦具有过大的绕组短路电流，而继电保护动作时间长，甚至拒动，电动力急剧上升，绕组因此承受很大的辐向和轴向电动力，进而导致绕组松脱、移位、断股、局部扭曲，甚至突发性损坏[4]。

4.3.2由于绕组短路而导致变压器内部组件变形的故障的处理方法

变压器受到外部短路冲击后，急需解决的问题是迅速诊断绕组是否存在变形及变形程度，确定有绕组短路时是否需要检修、更换，绕组轻度变形的变压器是否继续运行等。另外，当发现轻微的变压器内部组件变形，必须要对其及时检修，如将垫块的位置恢复过来，对铁轭的拉板、拉杆和绕组的压钉进行紧固，采取有效措施加强引线的夹紧力等，同时还要制定合理的变压器检修周期，科学合理地诊断绕组的变形程度。

5结语

总而言之，为了确保变压器处于正常的运行状态，需要对变压器绕组短路状态信息不断进行收集以及完善，便于对后期变压器的有无变形现象进行判断。在变压器遭受短路电流冲击之后，需要对变压器的各种变化量进行核对，完成短路阻抗试验以及频响试验等数据，对变压器是否存在变压器绕组短路程度进行综合判断，为试验结论提供有利的依据。对存在的异常数据应该全面加以分析，对变压器内部有无存在绕组短路现象进行分析，绝缘损伤等故障，最终给出准确的变压器检修方案，以确保电网安全稳定运行。

参考文献：

[1]张海军，张华，马强，刘彦琴，王曙鸿.基于有限元的电力变压器绕组弹塑性变形分析[J].高压电器，2019(06):170-176.

[2]李中祥，谭黎军，易梅生，付欢球，苏钟焕，欧强.变压器绕组辐向稳定性计算方法比较与分析[J].变压器，2018，55(11):17-21.

[3]尹项根，曹文斌，潘远林，等.高阻抗电力变压器涌流特性及其对保护影响的研究[J].电力系统保护与控制，2018（20）：1-11.