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。对此，本文阐述了变压器短路故障的主要原因，并针提出了相应的预防对策，仅供参考。
关键词：电力变压器；短路故障；故障原因
1引言
电力变压器作为电力变压单元承担着区域电能分配及转移的重要功能是电力系统中相当重要的电力设备之一，其运行的安全性以及稳定性对保障供电质量有着极为重要的意义。近年来，变压器发生短路冲击后损坏的概率显著增大。变压器经受突发短路事故以后的状况分析、故障诊断、能够继续运行成为运检单位比较关注的问题。文章结合某电厂的实际情况就电力变压器短路故障得综合分析过程进行了简要的概述，希望以此能为同行提供有益的参考。
2电厂变压器短路故障原因
第一，变压器油受潮和劣化。变压器油在运行中，与空气接触而受潮，同时由于长期受温度、电场及化学分解的作用，会使油质劣化。变压器油的受潮和劣化会导致其绝缘性能降低，容易引发变压器内部故障。此外，变压器瓷套管受损或脏污会使其绝缘强度降低，这是引发变压器瓷套管绝缘击穿进而导致变压器发生外部短路故障的重要因素。第二，变压器绕组温度过高会导致绝缘材料老化、损坏。变压器正常应以绕组平均温升65℃时相应的油面温升作为运行监视的极限，一般绕组最热点温度不超过105℃为限，强油循环的冷却系统失灵，变压器温度不正常升高容易出现故障。第三，运行操作不当也是变压器发生故障的原因之一。接入电力系统中性点接地系统的变压器中性点不接地运行时，在投运和停运以及跳闸过程中应防止出现中性点位移过电压，当单独对变压器充电时，其中性点必须接地。第四，电力工程建设中工程监督部门监管体系不合理，责任落实不明确导致工程建设存在一定的问题。这些部门存在质量监督不完善的问题让电厂变压器在进行监管的时候产生监管不力且无人监管的情况。再加上由于变压器工作的复杂程度导致工程监管存在一定的模糊性，让检测对象难以具体化造成变压器出现短路故障，实际上是由于施工问题导致的短路问题。
3电力变压器短路故障的预防
变压器作为电网的核心设备之一，在整个电力系统中主要用来传输电能和变换电压。假如在输电线路中一台变压器出现故障而无法稳定运行，将有可能对局部电力系统造成严重影响，甚至引发大规模的停电事故，因此变压器的故障除影响其自身以外还会波及电网。特别是电网里较大型的变压器，具有单价高、不易运输和修复周期长等因素，一旦损坏所带来的影响将更加巨大。然而由于电力变压器在工艺材料、设计制造、人为误操作和自然环境等方面的原因，使得大型变压器短路事故时有发生。因此，不断提升变压器的抗短路能力，对保障输电网络安全稳定的运行意义非凡。
3.1做好事前预防
首先要求变压器制造企业应该提高变压器的生产质量，应该将变压器抵抗冲击和短路性能的提高作为重点；其次是变压器的购买者在购买及产品入厂时必须做好检验，把好质量关。对变压器的检测一般涉及各种功能数据和制造材料及构造是否符合要求，并对得到的检测结果进行综合分析，保证使用的变压器可以满足供电的各项需求。另外，要保证不发生短路问题，还会用到像继电保护器这类故障发生时会报警的仪器。另一方面要想防止短路问题的发生，负责电路检测及维修的工作人员应该有很强的责任心以及过硬的专业技术。电力企业还应该有合格的设备检修方法原则及操作规程，并且明确规定变压器的检测保养期限。
3.2检查短路事故后变压器部件
如果出现了短路问题，工作人员必须针对短路发生的地方，依照变压器的构造、电路走向等逐步对各点认真检测，找出短路产生的问题，并针对性的进行研究，尽快制定出处理问题的方案。如果短路问题出现在绕组形状变化，则应该尽快换上新的绕组。要想解决好变压器的短路问题还需要负责变压器检测、保养、维修的相关人员有较高的技术，这就要求电力公司应该定期对员工进行技术教育，以增加员工对技术的掌握能力；其次还要求电力公司具有科学、规范的管理章程，做到对员工严要求，使员工在工作时遵循高的检修标准，保证变压器能够持续、有效的运行，防止各种原因造成的短路问题的出现。
3.3观察变压器短路故障处理后零部件的情况
首先，在变压器投入使用前，要对其进行热油循环处理。其次，在投入使用后，还要对其周围的电网线路、电流情况和相关配件进行持续检测，保证其正常运行。最后，在对变压器进行维修时，要避免出现变压器及其变压器绕组、高低压线圈、铁芯以及引出线等部件受潮，否则将会引发内部连电、漏电的问题，损坏变压器自身的部件。严重时还会导致整个电力网系统短路，使其不能安全、可靠运行。变压器短路故障排除后，相关检修人员要对变压器进行仔细认真的后期观察。例如，观察各项部件，看其是否存在异常并及时排除；同时，还要聆听变压器运行的声音，如果部分配件无法承受较大的电流且电流传输速度快，则会导致运行声音不正常甚至出现异常噪音的情况，这就说明变压器仍存在问题，此时就要求相关的检修人员加强对变压器的监测，必要时切断其电源。
4实例应用分析
某站220kV主变2011年出厂，短路阻抗，高压—中压14.13%，高压—低压24.74%，中压对低压8.04%。高压、中压、低压线圈均采用硬纸筒，线圈的撑条为32等分。35kVⅡ段母线近区短路后，43.840s主变保护CSC-326B差动保护动作，比率差动C相出口；43.861s比率差动B相出口；43.870s2号主变三侧202、102、402断路器跳闸（故障电流15.21kA（一次））、位置由合到分；44.000s，“压力突变跳闸”、“本体重瓦斯跳闸”、“非电量跳闸”。本次短路故障时间约为83ms，短路容量仅为GB1094.5规定的70%左右，变压器即发生了损坏，表明实际抗短路能力与设计水平不符。厂家进行检测发现低压c相导线自粘强度明显低于a相、b相，因此厂家认为抗短路能力不足的原因为自粘换位导线质量不佳。对此认知，有待商榷，主要基于以下几方面考虑。a）同批三相低压绕组所用导线只有绕制在c相中部的一段质量不佳，这种情况的概率过小。b）S弯处的导线散股可能是因粘结不佳，也可能是高温使热粘合缩醛材料失效，在电动力作用下才引起的散股。自粘换位导线质量不佳，更可能的情况如文献所述，在轴向出现较大面积的变形。因此，应该更进一步探讨损坏区域集中在S弯处的原因。综合分析此次变压器事故的原因如图1所示，S弯处的垫块采用若干绝缘纸条叠加后手工裁剪成楔形，较易松动、分层，未能起到有效的支撑作用，反而在轴向压力、环形压缩应力的作用下与导线剧烈摩擦，绝缘纸破裂、碳化、烧损；S弯处较长距离无油隙，散热不佳，短路时局部温度高，自粘换位导线丧失粘合作用，同时导线硬度降低，更易失稳；还可能存在换位处轴向高度不等的工艺问题，三者作用下S弯处匝间绝缘烧损、变形。其他厂家S弯的结构。换位S弯不进垫块，且和垫块边缘保持一定的距离。这种结构则不易出现上述问题。
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图1 损坏S弯处的结构、工艺
5结束语
变压器是电力系统中非常关键的部件，在其出现短路问题时，不但使自身的配件产生问题，还将阻碍整体的电力输送。这样看来变压器的短路问题应该得到足够的重视，对其短路问题的处理必须做到出现前预防、出现时及时控制、出现后快速处理的原则，事后还应对处理过程进行整理分析，并存档，防止再次出现同样的事情。
参考文献
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论文作者:姚飞飞
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：变压器论文; 故障论文; 绕组论文; 导线论文; 电网论文; 电力系统论文; 不佳论文; 《电力设备》2019年第19期论文;