摘要：在我国社会经济与科学技术发展的新时期，人们对于电力企业供电的高效性与稳定性要求也越来越高。110kV变压器作为电力系统的重要部分，其运行过程中经常会遭受短路冲击，特别是近区短路，其不仅会大大增加变压器绕组的电动力，同时也会引起不同程度的移位与变形，严重影响110kV变压器的稳定运行。为此，本文章主要通过多种常规测试来对110kV变压器高压侧短路故障进行深入的分析与研究，并在测试结果的基础上制定出更加有效的处理方法，进一步提升电力系统运行的安全性。
关键词：变压器；高压侧；短路；绕组变形
在一般情况下，变压器损坏是引起110k V 变压器高压侧短路故障的主要原因之一，该故障大多出现在出口附近。由于变压器绕组在实际需要承受较大的电压冲击，因此在强电压的冲击力下，变压器绕组在短时间内会出现温度迅速上升的情况，这不仅会导致变压器薄弱部位出现不同程度的鼓包与扭曲，同时也会出现绝缘材料击穿、匝间短路以及饼间击穿等一系列的问题。为此，针对110kV变压器高压侧短路这一故障，要通过多种故障测试方法来对其进行分析与研究，以此来全面提升电力系统运行的安全性与稳定性。
一、案例概况
本次研究的案例是某市一个变电站 110k V 变压器在运行期间出现了高压侧短路故障，该变电站所选用的连接方法为双母线带旁路的一次设备主接线，主变110k V 中性点不接地运行，消弧线圈式为10k V 母线中性点接地的主要方式。该变压器的高压侧比率差动、差动速断动作，经测定，其一次电流为 7.25k A。由此可知，该变压器出现了高压侧短路故障，且会严重影响到此变压器的正常运行，最终导致所测数值异常。
二、110kV变压器高压侧短路故障测试与分析
（一）、频响法绕组变形测试
应用横向比较法来对110kV变压器高压侧短路故障进行测试，通过对所测频谱图的多方位观察可知，不管是在低频段还是高频段，高压绕组频谱曲线的各个谐振峰点几乎是相同的，且具有较高的重合度，再与相关系数结合就可以判断其正常与否。同时，经观察结果显示，其他位点的高压绕组呈现出了尖顶波，这就说明了该频率附近出现较为强烈的谐振，因此就要对其进行重点关注。另外，低压绕组频谱曲线中，三个频段的谐振峰点也大都相同，且无其他异常情况发生。最后，要应用纵向比较法来对所测频谱图进行测试与分析，结果发现低压绕组频谱曲线具备较高的谐振峰谷重合度，与其相关系数进行比较，比较结果显示正常。
由历史数据判断可知，高压绕组低频段具有良好的重合度，这就证明变压器匝间无任何短路现象发生。与低频段相比，中频段谐振峰谷的重合度较低，且其谐振峰值呈现出了向高频侧移动的趋势，虽然部分幅值的下降趋势较为明显，但其他部分的幅值却在上升，这就证明了变压器内部的饼间出现了轻度的变形，且绕组出现了幅向形变[1]。总的来说，当变压器出现高压侧短路故障时，其对绕组形变所产生的影响相对较小，但若是在高温季节，由于变压器长期处于高温运转的状态，其绕组饼间就会出现较为显著的局部变形。
（二）、电抗法绕组变形测试
通过电抗法绕组变形测试结果可知，本文中的变压器，其各项测试结果数值均与出厂时的数值基本相同，且基本与相关规程相符合，并满足规程中的具体要求。但在后续的以此测试中发现，该种变压器发生短路阻抗后，其所测数值与出厂数值之间存在较大的偏差，且其具体的偏差幅度达到了 4% 甚至以上[2]。但这次测试时间正处于炎热的夏季 9 月份，这就会导致变压器长期处于高温运行状态，从而就会导致变压器阻抗出现明显的变化，且会存在不同程度上的绕组变形问题。为此，国家已经出台了相应的会规定，规定容量在 100 MVA 以及100 MVA以下，电压等级在 220 k V以下的变压器绕组，其参数相对变化不能大于±2.0%[3]，因此，变压器维修人员就要在此基础上对短路故障进行准确的判断。
（三）、tanδ 及电容量试验
要想深入探究与确认变压器高压侧局面是否出现了绝缘缺陷以及短路故障等问题，首先就要对套管绝缘体受到短路冲击后的情况进行准确的判断，以此来对变压器绕组以及套管的 tanδ 进行全面的检测。具体检测结果见表 1。
表1 tanδ 及电容量试验检测结果
由表1中的相关数据可知，变压器绕组与套管的 tanδ 无法与具体的规程相符合，同时二者与历史数据相比也无显著变化，这就可以进一步证明了变压器内部没有局部绝缘缺陷故障、绝缘劣化以及被击穿问题[4]，由此可知，套管主绝缘性能是正常的。
三、故障的处理
对故障进行跟踪试验后发现，变压器绝缘电阻、绕组直流电阻、绝缘油色谱试验以及tanδ 及电容量均显示正常，无其他异常反应，且不存在过热、放电以及匝间短路。但根据电抗法绕组变形与频响法测试的结果显示，高压侧的部分绕组存在较为明显的变形情况，且C 相对较为严重，其与故障录波短路的整体情况基本吻合[5]；低压绕组没有发生变形。由此可知，在迎峰度夏期间，受高温重载的影响，110kV变压器出现绕组变形的情况要明显比短路故障严重。
通过上述分析可知，排除110kV变压器电压器高压侧短路故障的方法主要有如下几种：第一，要根据电力行业的标准与要求来对变压器的运维流程进行规范，并以此来对变压器绝缘性能的异常情况进行客观、准确的判断，并确定其是否能够继续工作，若存在严重的异常现象就要及时更换。第二，要派遣专业的变压器维护工作人员来负责变压器的定期监测与运行维护工作。在一般情况下，绕组变形跟踪测试要一年进行一次，并依据测试结果来判断变压器是否需要进行停电检修[6]。第三，变压器维护人员在日常检修工作当中，除高压侧短路故障之外，一旦出现绝缘性能异常的情况，就要及时进行有针对性的处理，再有必要的情况下要及时更新变压器，以此来有效提升线路整体的安全性与稳定性。
结束语
总而言之，在我国社会经济可持续活跃的大背景下，整个社会对于电量的需求量也越来越大。为此，电力企业要想充分满足当前社会经济发展下的电量需求，实现稳定可持续发展的发展目标，首先就要充分重视110kV变压器的运行状态与管理维护工作。高压侧短路作为110kV变压器运行期间最常见的故障之一，要想进一步提升110kV变压器的运行效率，就要通过频响法绕组变形测试、电抗法绕组变形测试、tanδ 及电容量试验等多种测试方法来对其故障进行深入的分析与研究，以此来提高该故障解决的有效性与针对性，进一步提升110kV变压器运行的稳定性与可靠性。
参考文献：
[1]蒋海牙，沈军，汪国川，等.某公司110KV变电站2#变压器差动速断保护跳闸故障分析[J].自动化技术与应用，2019，38（1）：19-22.
[2]邓威，毛娟.110 kV变压器高压侧短路故障分析[J].农村电气化，2016，（8）：28-30.
[3]成爱英.110kV变压器高压侧短路故障分析[J].电子制作，2017，（3）：64-65.
[4]倪海亮.110kV变压器高压侧短路故障分析[J].百科论坛电子杂志，2018，（11）：536.
[5]杨元领，于群，杨亚丽，等.110kV变压器可靠运行方式的选择及对系统继保的影响[J].黑龙江电力，2016，38（3）：234-238，246.
[6]薛丽丽，刘森林.大型水电站高压厂用变压器低压侧短路故障过程分析[J].中国水能及电气化，2018，（8）：21-24.
论文作者:彭牧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/3
标签：变压器论文; 绕组论文; 高压论文; 故障论文; 测试论文; 谐振论文; 频段论文; 《基层建设》2019年第10期论文;