电力变压器短路故障原因分析

电力变压器短路故障原因分析

付华 董立峰

国网天津市电力公司检修公司，天津市 河北区 300000

摘要：变压器是电力系统中的重要设备之一，其运行状态的好坏将直接影响电网运行的安全与稳定。近年来，随着电力系统的稳步发展，变压器短路故障时有发生，给电网运行造成极大威胁。

关键词：电力变压器；短路故障；原因；分析

1导言

变压器正常运行中由于受出口短路故障的影响，遭受损坏的情况及后果较为严重。据有关资料统计，近年来，一些地区110kV及以上电压等级的变压器遭受短路故障电流冲击直接导致损坏的事故，约占全部事故的百分之五十以上，与前几年统计相比呈大幅度上升的趋势。这类故障的案例很多，特别是变压器低压出口短路形成的故障危害更大，一般要更换线圈，严重时可能要更换全部线圈，从而造成十分严重的后果和损失，因此，尤应引起足够的重视。

2变压器短路故障的原因分析

2.1电流引起的短路故障

短路电流的热效应会致使变压器元件之间的绝缘层过热破坏，引起绝缘故障，如果变压器突然发生短路，在它是高低绕组会同时产生数倍于额定位数的电流，产生的热量很大，是变压器发热情况比较严重，当变压器的热稳定性较差，绝缘材料会严重受损被击穿，最终导致变压器是损坏比较严重。

2.2过热性故障

变压器内部的元器件都有可能发生局部过热，引起局部过热的原因有很多，主要是载流导体的接触不好、螺栓连接的螺栓发生松动，当接触电阻过大会引起绕组的线饼的温度升高发生故障；变压器的漏磁场在引出线或者元器件结构中形成环流；变压器是漏磁屏蔽的结构设计不当，在变压器内部形成涡流损耗局部集中；变压器的铁芯发生短路或者铁芯结构设计不合理引起变压器元器件发生局部过热。元器件的局部过热主要是由于结构设计过程中对漏磁场的处理措施不完善，变压器本身的结构设计不合理或者变压器的构件质量不符合要求。

2.3出口故障

由变压器出口短路引起变压器内部故障的原因比较多，与变压器材质、结构设计和工艺水平等因素有关，主要是与电磁线的选择有关。通过分析发现有以下几个原因，第一，在变压器运行的过程中会有重合闸过程，如果短路电没有消失，在极短的时间内会受到第二次短路冲击，由于第一次冲击变压器绕组的温度很高，绕组的抗短路能力下降十分明显，这时候会引起变压器的重合闸故障，这也是为什么重合闸屡次发生故障的原因；第二电压器的连接导线采用普通的换位导线，抗机械强度相应地降低，在遇到短路机械力时很容易出现变形、散股等现象或者电流过大，换位爬坡比较陡，就会在换位导线形成巨大的扭矩，发生扭曲变形进而出现故障；第三，变压器的绕组比较松散、换位和纠位爬坡处理措施不到位或者过于单薄，会造成电磁线悬空；第四，在绕组预紧力不均匀，短路冲击会造成线饼的不规则运动，由于弯应力过大而使变压器绕组发生变形。

3几点体会与建议

一是加强对变压器设备从选型、定货、监造、验收到投运的全过程管理，明确变压器专责人员及其职责。

二是220kV及以上电压等级的变压器应强化质量控制措施，明确监造和验收职责，按变压器驻厂监造见证规范要求进行监造，监造验收工作结束后，要求监造人员在规定时间内提交监造总结，并作为变压器原始资料存档。

三是制造厂生产变压器使用的主要原材料和附件必须符合定货合同中技术协议的要求，的工厂检验报告和生产厂家出厂试验报告；工厂试验时应将供货的套管安装在变压器上进行试验；所有附件在出厂时均应按实际使用方式整体预装。

四是安装、试验阶段，投产时不遗留同类型问题，如，进一步改进和加强压紧结构、压板强度等。同时，按有关规定向制造厂索取做过突发短路试验变压器的试验报告和抗短路能力动态计算报告；在设计联络会前，应取得所订购变压器的抗短路能力计算报告。

五是大型变压器在运输过程中必须按规范安装具有时标且有合适量程的三维冲击记录仪，到达安装现场后，制造厂、运输部门和用户三方人员应共同验收，记录数据和押运记录应留档。

六是加强变压器运行管理。严格执行交接试验规程，对110kV及以上电压等级变压器在出厂和投产前应做低电压短路阻抗测试或用频响法测试线圈变形以留原始记录。220kV及以上电压等级和120MVA及以上容量的变压器在新安装时必须进行现场局部放电试验。220kV及以上电压等级变压器在大修后，也必须进行现场局部放电试验。同时，加强变压器油色谱分析和变压器在线监测技术的应用，努力提高变压器安全可靠运行的能力。

七是技术措施。完善整个变压器的结构设计，对变压器的工艺和材质予以充分考虑，在关键部位预留一定的裕度，保证变压器的可靠性。在变压器的设计过程中做好变压器的抗短路能力的设计，必须考虑高温对变压器元器件的影响，尤其是关键部位要做好抗短路能力的计算和校准工作。变压器的绕组要使用独立的调压绕组结构，换位导线禁止使用普通的导线，要在变压器的生产过程中，选用先进的生产工艺，保证变压器的质量。在具体电网中要根据电网的实际需求，选用合适的变压器型号和容量，所选用的变压器要经过严格的实验工作，保证各项性能都符合该电网的需求。变压器在安装过程中要使用专业的安装人员进行施工，保证变压器的安装质量，避免安装中出现错误，引起变压器出现短路故障。在变压器的运行中要重视重合闸和强行投运情况，他们都可能加剧变压器的损坏，可以采取将重合闸的重合时间延长，这样会减少对变压器的损坏。由于变压器工作环境的和工作条件的特殊性，必须要做好变压器的防雷接地做事，避免雷击对变压器造成出口短路故障。

八是加强变压器的管理工作。首先要加强变压器的运行管理，将发现的设备故障或者存在的问题、缺陷要采取相应的措施及时解决，确保变压器处于安全的工作状态下。其次，要严格控制变压器的运行时间，禁止变压器出现超时和超期运转，同时也要做好变压器的设备维修和养护工作，保证变压器处于干净的工作环境，定期对变压器做好耐压和绝缘测试工作，掌握变压器的当前运转情况，有助于减少短路故障的发生。最后是为变压器配置可靠的保护系统，保障变压器的工作状态，建立目的性极强的保护措施，能够减少变压器发生故障的可能性，间接地提高变压器的使用寿命。对于新投入使用的变压器要做好变形测试，保留相关的测试数据，可以作为以后判断变压器遭受出口短路冲击之后，判断变压器变形程度的依据，会节省大量的人力、物力和财力。加强变压器的科学管理，合理安排变压器的运行，减少短路电流和出口短路对变压器的破坏，保障电力系统的正常运行。

4结论

在电力变压器的运转工作中，造成故障和事故的原因比较多。只有科学合理地设计变压器结构和使用正确的安装工艺，以及加强变压器运行的管理养护工作，及时解决运行过程中出现的问题，才能够从根本上减少短路故障发生的几率，实现我国的安全用电。

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