摘要：电力变压器是电力系统中极为重要的电气设备，它在整个电力系统中起着能量和电压转换的作用。电力变压器能否安全运行，直接关系到电力系统能否连续稳定地工作。由于电力变压器的重要性及其本身的重要价值，一旦发生故障而遭到破坏的话，就会破坏系统的正常运行，将造成严重后果，必然带来很大的经济损失。
关键词：110kV；变压器匝间；短路故障；电气试验
一、110kV变压器匝间短路故障电气试验
对于变压器的故障，可以先从其结构方面进行分析，通常包括以下几种故障类型：分接开关故障、油故障、套管故障、端子排故障、绕组故障、铁心故障这七大类。这七类故障中，绕组故障是最为严重的，其可分为层间、匝间与相间这三种形式的短路故障、断线故障与接地故障等，而且经常能够产生电弧放电，也就是所说的高能量的放电。究其原因，常常是由于绝缘的老化或是在制造的过程中，绝缘出现破损而导致短路情况的发生。另外变压器由于受潮，却不能得到及时有效的处理，也是引发短路故障的重要原因，在系统短路的冲击之下，就会造成绕组方面的松动，加上这种长期过负荷也会导致绝缘的老化及油泥堵塞于油道，导致过热现象的发生。针对变压器有可能出现的匝间故障与差动保护动作或是绕组变形等情况，最为及时有效的检测方式就是进行绕组变形的试验，或者使用油色谱分析、直流电阻、绝缘电阻等测试。结合现场所发生的一系列的现象，采用变压器瓦斯动作情况和对气体进行采样分析等措施，可以进一步判断出变压器的故障类型，从而根据实际情况，采取处理措施。
二、事故案例
某监控中心显示：1号主变重瓦斯动作、主变差动保护动作。两侧开关出现跳闸，检修人员依据程序进行检查，确认开关处于断开状态，将刀闸拉开进入检修程序。经检查，故障主变属于SSZ9-50000/110型号，检修人员重点对变压器本体、三侧开关以及刀闸和CT、PT进行了认真检查。经过检查，变压器本体设备从外观上观察没有发现异常，也没有出现爆炸、明火以及断线和放电，但瓦斯继电器内有2/3气体。
三、电气试验的项目、数据以及分析情况
3.1进行绕组直流电阻检测
运用本实验项目是鉴于其方便快捷，能够对绕组纵绝缘和电流回路连接状况进行快速、准确的检测，将存在的绕组匝间短路、绕组断股和导线电阻差异、接头接触不良等方面的故障原因快速寻找并确定下来。经过上述方式试验，得出了具体的试验数据，直流电阻故障后测试数据为（Ω，25℃），见表1，B相直流电阻降低，误差大于标准规定。直流电阻误差超标以及B相直流电阻过于偏小，可见B相出现匝间短路。
3.2进行色谱数据分析
油中溶解气体色谱分析是目前国内常用的监测分析方法，主要用于检查变压器铁芯多点接地这一类型的故障问题，通常使用“三比值法”以及“四比值法”等方式进行监测分析。通常结合色谱分析数据对变压器内部故障原因实施分析，可涵盖几个方面内容：气体出现的缘由和变化；是否存在故障以及属于何种类型障碍；对存在故障的状况以及发展态势进行判断；拟定针对性的处置方式。通常，变压器油之中含有部分溶解气体，新油之中含量通常为：CO、100μL/L；CO2、35μL/L；H2、15μL/L；CH4、2.5μL/L。运行中的变压器油一般会出现少部分的CO以及烃类气体。以上属于正常现象，一旦变压器内部产生故障的时候，各种气体的含量就会大不相同。一般故障中出现的气体和原因如表2。按照操作规程，正在运行的变压器设备中，H2以及烃类气体在变压器油中的比例超过注意值之后，要引起高度重视。具体注意值为H（2150μL/L）、总烃（150μL/L）、乙炔（5μL/L）。本故障中对电力变压器瓦斯继电器气体气相色谱进行分析，并对变压器油样气相色谱进行分析，如表3。从上述试验数据显示，使用三比值法分析属于低能量放电故障，原因应当属于不同电位不良连接点以及悬浮电位体连续火花放电造成，也有可能属于固体材料间由击穿造成。经色谱试验判断氢气、总烃大幅超过限值，由此诊断变压器出现内部放（点）电故障。后进行吊罩检查，B相匝间存在放电，故障诊断准确。
四、故障诊断结论
1号主变故障为B相匝间短路故障。具体理由：试验中高压侧直流电阻误差较大，超过规定值，B相直流电阻较小，证明B相具有匝间短路；经吊罩检查验证B相存在放电；乙炔、总烃、氢气超标可以推断故障点温度达金属熔点以及存在短路和放电等故障。
五、故障原因与处理
对变压器进行外部检查，套管顶部出现漏油现象，连接帽未能完全实现密封，下雨天水能够顺着引线到达绕组绝缘内造成匝间短路故障，另外“鹰嘴现象”以及其生产质量方面因素也会造成这一故障。出现故障时间段正处于雷雨天气，雷击形成过电压也有可能产生上述故障。处理意见为换用备用电压器，故障设备进行返厂大修，消除故障。
六、防止匝间短路的措施
为有效预防匝间短路故障，生产厂家应当强化工艺改进，在保证设计科学与线材质量的基础上，要对变压器生产与改造中的一些关键工序进行优化与工艺改进，可以采取垫块预处理、绕组绕制、绕组压装干燥、绕组套装、器身装配以及导线焊接和清洁处理等方面生产工艺的改进，最大限度减少匝间短路故障。此外新装及大修或者事故检修、换油后的变压器，施加电压前静止时间要符合规定，油中排净空气。频发轻瓦斯报警要及时化验气体成分以及色谱分析，对内部绝缘缺陷进行诊治并采取措施维护。
七、结语
总之，电力变压器是否可以安全的运行，这直接关系到了电力系统是否可以连续且稳定地工作。针对上述匝间短路的原因以及相关情况，结合具体试验和数据进行深层次的分析并进行相关处理，可以尽快找出事故发生的原因，保证了电力系统的安全稳定运行。
参考文献
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[2]110kV变压器匝间短路故障分析[J].许蓬莱，何勇.电工技术.2015.
[3]高压试验中变压器试验存在的问题及处理方法[J].吕思洲，刘广平，于国玉.企业技术开发.2017.
作者简介
杨景成（1992.03），男，云南保山人.单位：云南电网有限责任公司玉溪供电局，研究方向：高压试验，电力设备化学试验。
论文作者:杨景成
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/17
标签：故障论文; 变压器论文; 绕组论文; 电阻论文; 色谱论文; 气体论文; 原因论文; 《电力设备》2019年第7期论文;