变压器绕组匝间短路故障定位研究

110kV变压器匝间短路故障分析及防范措施发表时间：2019-08-27T14:07:29.577Z 来源：《当代电力文化》2019年第7期作者：马付岿[导读] 及时分析变压器故障原因及预防措施是十分必要的。

晶科电力科技股份有限公司，湖北黄冈 438000摘要：变压器作为电网中的重要设备，一旦发生故障，将严重影响企业的正常生产，造成重大的经济损失。

随着国家电网公司和社会对供电可靠性要求的不断提高，变压器的质量要求也越来越高。

及时分析变压器故障原因及预防措施是十分必要的。

据统计，变压器匝间短路故障占大中型变压器故障的50%-60%。

关键词：110kV变压器匝间短路故障；防范措施；前言：现代工业企业普遍采用流水线作业，这对供电的连续性和可靠性提出了很高的要求。

变压器作为重要而复杂的输变电设备，其故障将严重影响企业的正常生产，造成巨大的经济损失。

变压器匝间短路故障是一种常见的绝缘故障，轻微的匝间短路不易检测，且变压器仍能正常运行。

但如果不及时排除故障，轻微匝间短路将会发展得越来越严重，而变压器匝间短路故障在工业生产中会带来严重的后果。

一、110kV变压器匝间短路故障分析1.故障初步判断。

变压器的外部检查显示变压器的外观并不异常，高压旁路柱没有明显的放电迹象，变压器机身和高压柱无漏油正常位置。

历史上在变压器外壳中测试的油样分析数据事故后的试验数据,基于频谱分析润滑油之前和之后,事故表明,石油烃含量总体样本中变量在主机体相对速度超过注意煤气和绝对速度也大大超过了注意排气,乙炔氢含量和总烃油中有明显增加。

事故发生后，油脂光谱分析根据三位数的分析得出结论，变压器有电气故障。

当变压器内部放电出现故障时，最好在测试证明没有故障后恢复变压器的内部绝缘。

在更严重的情况下，过电压会对变压器线圈或绝缘线圈造成不可逆转的损害，通常在下列形式下:主绝缘故障、纵向绝缘故障或线圈故障本身，变压器必须通过处理。

如果绕组本身损坏严重，如断丝、断丝、焊缝接触不良等，则三相绕组的直流电阻会出现较大的误差。

电力变压器匝间短路故障分析及处理
一、电力变压器匝间短路故障分析
电力变压器匝间短路故障是一类常见的故障，它可能会引起电力变压器受损，严重时甚至可能会导致电力变压器损坏。

这类故障普遍存在，而由此造成的电力变压器损坏率也非常高，因此如何有效的分析和处理电力变压器匝间短路故障至关重要。

1．确定短路故障的原因及类型。

2．使用交直流双谐振分析仪，分析故障的电磁特性，以确定故障的位置。

3．使用变压器包换比及各次绕组绝缘电阻测量仪，分析电力变压器内部结构，以确定是否存在短路现象及其位置。

4．使用高频电流计量仪，分析变压器各次绕组之间的电流平衡，根据测量结果确定是否存在匝间短路。

二、电力变压器匝间短路故障处理
1．故障排除
故障排除是电力变压器短路故障处理的重要环节，应根据故障类型，正确进行。

变压器绕组匝间短路的简单判断变压器是发送变企业和各行各业生产中最常用的设备之一，由于它体积大、价格高且长时间带电运行，流过高低压绕组的电流通常都很大，加上检修工质量不到位、环境污染、各类过电压等原因，容易产生各种缺陷，如果得不到准确的判断和及时的处理，将会造成很大的经济损失。

一般的常规试验对于检查变压器的接触不良、绕组断股、绝缘（整体、局部）受潮、绝缘（整体、局部）老化等灵敏度很高。

但这些试验项目对检查变压器绕组匝间短路可以说是个盲区，只用变压器的特性（空载、短路）试验才能对其作出准确判断。

但进行变压器的特性（空载、短路）试验所需试验设备多且各种试验设备体积容量大，试验电源容量要求也很大，因此做起来也很不方便。

下面将介绍一种既简单又行之有效的方法。

具体情况作一下分析：首先简单介绍一下变压器的绝缘结构：变压器的绝缘分为主绝缘和纵绝缘两部分。

主绝缘分是指绕组对地和绕组之间的绝缘；纵绝缘是指线饼间、层间和匝间的绝缘。

接下来针对变压器常规检测绝缘的试验能够鉴定的各种缺陷的具体情况进行一下对比：序号常规试验方法能发现的绝缘缺陷不能发现的绝缘缺陷所需试验设备情况1绝缘电阻、吸收比及激化指数主绝缘贯通的集中性缺陷，整体受潮及局部缺陷；纵绝缘中出现的各种缺陷；各种绝缘电阻测试仪；体积小、携带方便；2直流泄露电流主绝缘贯通的集中性缺陷，整体受潮及局部缺陷，及一些未完全贯通的集中性缺陷。

纵绝缘中出现的各种缺陷；直流高压发生器；体积小、携带方便；3介质损耗的测量主绝缘整体受潮、劣化；纵绝缘中出现的各种缺陷；各种介损测试仪；体积适中、携带比较方便；4交流耐压缺陷是主绝缘强度下降到低于试验电压；纵绝缘中出现的各种缺陷；各种交流耐压发生器；体积适中、携带比较方便；5直流电阻绕组接头的焊接质量；严重金属性匝间短路；检查分接开关的档位；绕组有无断线和接触不良；纵绝缘中出现的非金属性匝间短路；各种直流电阻测试仪；体积小、携带方便；6变压比测量绕组匝数比的正确性；检查分接开关的档位；严重金属性匝间短路；纵绝缘中出现的非金属性匝间短路；各种变比电桥；体积小、携带方便；7感应耐压试验检查变压器的纵绝缘和主绝缘的绝缘强度；缺陷未达到使绝缘强度下降至试验电压以下；各种感应耐压装置；体积较大、携带不方便，试验步骤复杂；8特性试验测量本身的损耗、参数检查纵绝缘的强度；主绝缘非严重性缺陷；大容量电源、高精度的PT、CT和各种表计；试验步骤复杂；由以上对比结果可以看出，前四种试验根本无法测出纵绝缘中出现的各种缺陷；第五、六种试验仅能够对绕组的严重金属性匝间短路缺陷做出判断，但有些绕组的匝间短路缺陷是非金属性匝间短路，它们对此则无能为力了。

一起变压器低压绕组匝间短路故障分析叶　芳　朱旻哲（苏州供电公司）摘　要：介绍了一起110kV变压器短路故障，结合油中溶解气体分析、单相低电压空载、变比、绕组直流电阻、解体检查详细分析了故障原因，最后给出相关对策及建议，以供同行参考。

关键词：变压器；油中溶解气体；匝间短路；空载试验；直流电阻0　引言电力变压器作为变电站最主要的电力设备之一，其状态、性能与电力系统运行的安全性、可靠性和稳定性直接相关。

近年来随着电力系统容量的增长，电力变压器的数量日益增多，变压器故障的数量也有上升趋势，其中变压器短路故障就是十分常见的一种。

文献［1］针对某220kV变压器在下级输出线路相间短路故障切除后重瓦斯保护动作的问题，通过诊断性试验及返厂解体，判断半截油道垫块引起线圈局部绝缘薄弱，匝间短路最终造成重瓦斯保护动作。

文献［2］对一起500kV变压器主变短路故障的原因进行了分析，并详细介绍了故障概况、试验结果及分析过程，提出了相应的处理措施和预防措施。

本文就一起110kV变压器低压绕组匝间短路故障，结合油中溶解气体、单相低电压空载、变比、绕组直流电阻、解体检查详细分析了故障原因。

1　故障实例1.1　故障描述2022年8月18日下午17： 30左右， 110kV某变电站#3主变轻瓦斯、重瓦斯保护动作发生跳闸。

故障变压器为某电力变压器有限公司产品，型号SZ10-50000/110，接线组别YNd11，额定电压110+5-3×2%/10.5kV， 2017年7月投运，铭牌信息如表1所示。

投运前该变压器的各项电气试验、油化试验结果均正常，本体瓦斯继电器校核结果合格。

表1　故障变压器铭牌信息1.2　分析处理根据故障现象，从气体继电器的动作原理分析，当变压器内部出现匝间短路、绝缘损坏、接触不良、铁心多点接地等故障时，都将产生大量的热能，使油分解出可燃性气体，向储油柜方向流动。

当气体沿油面上升，聚集在气体继电器内超过一定量，将造成轻瓦斯保护动作。