摘要：变压器短路故障主要指变压器出口短路，内部引线或绕组间对地短路，以及相与相之间发生的短路而导致的故障。在电力系统中，变压器与高压输电线路元件相比，故障几率比较小，但其故障后对电力系统和发电厂的正常生产影响很大。对于大容量变压器，本身结构复杂、造价昂贵、运输检修困难，如果故障不能及时消除，将会造成电网冲击、变压器的严重损坏，不仅会给电厂造成巨大的经济损失，而且在很长时间内给电网造成巨大的负荷缺口压力，供热期会影响供热机组供热。对此，本文将针对变压器短路故障展开探讨。
关键词：关键词：电力变压器；短路故障；处理方法
1.变压器短路故障问题及现象
1.1变压器短路电流情况
（1）对于端部进线的绕组发生短路匝故障时，其短路电流大小随短路匝位置变化呈现先增大、再减小的变化规律，并且在绕组中部位置达到最大值。（2）对于中部进线的绕组发生短路匝故障时，短路电流的大小随短路线匝位置变化而变化。随着短路线匝位置从上到下依次下移，短路电流呈现先增大、后减小、再增大、再减小的变化规律，并且短路电流在绕组1/4和3/4位置处的线匝发生短路时达到最大值。（3）经过计算，算例1和算例2产品发生外部短路时，其短路电流值比发生短路匝故障时短路电流大。鉴于内部短路故障时短路电流的计算值低，假设录波器出现大于外部短路电流的电流值时，则可以断定是发生了线端直接对地放电，而不是匝间短路故障。（4）若变压器内部出现短路匝时，由于短路匝与一次绕组的相互位置不同，短路阻抗可增大到变压器短路阻抗的10倍。
1.2短路振动情况
（1）利用短路电流和振动信号求取频响函数的方法能够表征短路冲击过程中变压器绕组的机械状态；（2）通过监测油箱表面的振动获得短路冲击中的振动信号，而短路电流信息既可以接入振动采集系统中同步采集获得，也可以利用故障录波仪获得，增加了该方法的实用性；（3）利用相关性计算可以对多次冲击下的频响函数的重复性进行描述，在两次短路冲击下，相电抗的偏差程度越大，频响函数的相关系数越低，说明短路冲击对变压器绕组的机械结构产生的影响越大。
2.电力变压器的故障诊断
2.1目前我国常用的故障诊断方法
目前我国对于电力变压器的检测方法都是利用变压器的表面特征来判断的，但是这种方法并没有起到很好的作用。因为要用表面的特征来判断变压器是否出现故障，就需要用大量的实际故障例子来对比，但是实际中对于这些样本数据的获取是非常困难的。而且由于不同变压器的电压容量不同，内部的结构也不同，发生的故障也不尽相同，所以对于变压器的故障诊断就会存在很大的误差。目前我国还没有很好的方法来解决这个问题，而且大多数的故障诊断方法都因缺乏完善的诊断理论支持而缺乏可信度，所以对于变压器的故障预测和分析技术还有很大的提升空间，要提升检查方法的精准度，能够准确地预测到故障发生的部位，并且能对未发生的故障进行预测，能预测到故障的发展趋势。
2.2新的诊断方法
在相关的科学家的不懈努力下，国内外对电力变压器的评估已经取得了可喜的成绩，如用模糊分类器将DGA数据进行划分，得到不同的子类；对每个类别用模糊的矢量化网络进行训练，就可以提高评估的准确率。对相关的电力设备进行量化评价，从而可以得出相应的数据供管理者参考。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是这种方法注重的是对变压器的短路强度还有负载能力方面的评价，而忽略了其它方面的评估指标。
3.电力变压器短路故障防治对策
1）相间短路是变压器最严重的故障类型，它包括变压器箱体内部的相间短路和引出线的相间短路。由于相间短路给电网造成巨大冲击，会严重地烧损变压器本体设备，严重时使得变压器整体报废，因此，当变压器发生这种类型的故障时，要求瞬间切除故障。而接地短路故障只会发生在中性点接地的系统一侧，这种故障的处理方式和相间短路故障是相同的，但必须考虑接地短路发生在中性点附近时的灵敏度。
2）变压器的突然短路电流包括稳态分量和瞬态分量，稳态分量的大小决定于电源电压u1和短路阻抗Zk，瞬态分量不仅决定于u1和Zk，还与短路时电压的初相角有关，当时瞬态分量有最大幅值。短路电流数值很大，它可能造成变压器绕组的过热和在绕组中产生强大电磁力。因此，必须采取过热保护和加强绕组机械强度的措施，以防止绕组的过热和机械损坏。
3）变压器空载合闸时，其铁芯中的磁通包含有稳态分量和瞬态分量。稳态分量的大小，主要决定于电源电压和平均电感，瞬态分量的大小还与合闸的初相角有关，当合闸初相角为0时，瞬态分量的幅值最大。这时总磁通将接近，激磁电流可达正常激磁电流的数百倍。空载合闸时的冲击电流虽较大，但对变压器本身不会造成直接危害，却可能造成继电保护的误动作，这应在变压器运行时加以防止。
4）由于变压器内部电磁场分布不均匀、制造工艺水平差、绕组绝缘水平下降、铁芯绝缘损坏、铁芯两点接地等因素，会使铁芯局部发热和烧损，继而引发更严重的相间短路。因此，应积极开展红外检测，220kV及以上电压等级的变压器每年在夏季前后应至少各进行一次精确检测。在高温大负荷运行期间，对220kV及以上电压等级变压器应增加红外检测次数。精确检测的测量数据和图像应制作报告存档保存。
5）加强变压器选型、订货、验收及投运的全过程管理，选择具有良好运行业绩和成熟制造经验生产厂家的产品；验收时，严格按照国家标准、行业标准和合同中规定的技术条件对采购的设备进行验收。240MVA及以下容量变压器应选用通过突发短路试验验证的产品；500kV变压器和240MVA以上容量变压器，制造厂应提供同类产品突发短路试验报告或抗短路能力计算报告，计算报告应有相关理论和模型试验的技术支持。220kV及以上电压等级的变压器都应进行抗震计算。
6）已投运的变压器，应严格按照试验周期进行油色谱检验，必要时应装设在线油色谱检测装置，及时发现和处理异常现象。
7）优化运行条件。要提高电力线路的绝缘水平，特别是提高变压器出线一定距离的绝缘水平，同时提高线路安全走廊和安全距离要求的标准，降低近区故障影响和危害，包括重视电缆的安装检修质量，对重要变电站的中、低压母线，考虑全封闭，以防小动物侵害，提高开关质量，防止发生拒分等。
结束语
电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，它承担着电压转换、电能分配和传输，造价高、制造周期长，一旦发生故障，将对整个供电系统及电力用户造成极大的影响。通过电力变压器运行情况和事故的统计分析，发现因外部短路故障引起的设备损坏事故逐年增多，扼制此类事故的上升势头，已成为提高电力变压器安全运行水平的关键。
参考文献
[1]肖锶睿.线路变压器连锁故障分析与防范措施的研究[D].华南理工大学,2016.
[2]李建明,梁作德,李琪.一起由开关故障引起的变压器短路事故的分析计算[J].变压器,2016,53(12):72-75.
[3]肖磊.矿山企业变压器常见故障及防治措施[J].现代矿业,2016,32(02):222-223.
[4]梁建军.浅析变压器常见烧毁原因及防护措施[J].现代矿业,2016,32(03):241-242+245.
[5]杜宁宁,于爱民.高压厂用变压器突发短路损坏典型案例分析[J].华电技术,2016,38(03):58-60+79.
论文作者:孙骏驰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/18
标签：变压器论文; 故障论文; 绕组论文; 电流论文; 分量论文; 发生论文; 电压论文; 《电力设备》2017年第31期论文;