（中铁十二局集团电气化工程有限公司 天津 300308）
摘要：根据变压器结构来分，可以将变压器故障划分为短路故障、绕组故障、铁芯故障和绝缘故障四种故障类型。本文重点对此四种故障及其抢修策略进行探讨。
关键词：短路；绕组；铁芯；绝缘
一、电力变压器短路故障
在变压器的三种短路故障中，发生概率最高的是变压器出口短路故障。如果变压器出口短路故障突然发生，相当额定值的数十倍的短路电流会同时通过高、低压绕组，产生的热量会使变压器严重发热。如果变压器热稳定性不足、承受短路电流的能力差，会损坏变压器绝缘材料，造成变压器击穿及损毁事故的发生。
变压器出口短路发生概率最高，其故障原因与结构设计、原材料的质量、制造工艺水平、日常运行工况等因数有关，但最为关键的是电磁线的选用，原因分析如下：绕组绕制较松，换位处理不当，比较单薄，造成电磁线悬空。从事故损坏位置来看，变形多见换位处，尤其是换位导线的换位处。绕组的预紧力控制不当造成普通换位导线的导线间相互错位、采用软导线导致抗短路能力差等也是短路故障的重要原因。
变压器是否发生故障将从以下几个方面进行诊断：（1）变压器的绕组直流电阻试验能够便捷的考察绕组的完整性和电流回路的连接状况，也能看出绕组匝间短路、绕组断股、分接开关接触状态以及导线电阻差异与接触不良等故障，同时也能够分辨出各相绕组的直流电阻平衡度、调压档位的接触正确与否。工作人员可以通过使用变压器绕组变形测试仪对其内部绕组的参数进行测量，由此对发生的故障作出相应的判断。（2）当变压器发生短路故障时，将会产生短路电流的冲击，大量的瓦斯气体将会生成。这将会造成瓦斯气体继电器开始工作，所以工作人员在变压器发生事故以后可以将气体继电器里的气体与变压器里的油进行测试化验，通过测试数据即可确定变压器事故的原因及性质。
某220kV变电站1#主变120MVA、220kV变压器(SFPSZ9-120000)发生短路事故，差动保护、重瓦斯保护动作，返厂吊罩检查，发现C相低压绕组有一匝一层匝间短路。事故发生的当天有大风。事故发生前，大风将防护小动物的隔离罩刮到35kV低压母线桥B、C两相之间，造成B、C两相短路。主变差动保护、重瓦斯保护动作，跳开主变压器三侧开关。试验人员根据运行情况、故障保护信息，初步判断变压器应该为出口短路故障，在迅速组织人员取油样进行色谱分析的同时，组织人员准备高压试验设备，在现场对变压器进行绕组直流电阻、变压比、铁芯及绕组绝缘电阻等测量试验。油色谱分析、高压试验结果为变压器有种特种气体含量异常、低压绕组三相直流电阻不平衡和高压对低压、重压对低压电压比超标。
二、电力变压器绕组故障
绕组故障主要是指发生在变压器线圈、绝缘和端子中的故障。主要表现为：绕组轴向和径向尺寸的变化、器身位移、绕组扭曲、鼓包和匝间短路等。其故障模式可分为：绕组短路、绕组断路、绕组松动、变形、位移、绕组烧损。其中绕组短路又可分为：层间短路、匝间短路、股间短路等。主要原因是变压器遭受严重的外部短路，在电动力和机械力的作用下，变压器绕组的尺寸或形状将发生不可逆的变化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆变压器线圈的接头焊接牢不牢固，直接影响变压器绕组的工作寿命，焊接质量不达标导致电流不畅通，线圈引出线和套管导电杆连接不好，会使变压器在运行中接头过热导致绝缘保护老化，时间长了会造成绕组断路。
对于变压器绕组松动、变形、失稳，绝缘损伤现象，变压器在这种情况下虽能运行，但实质上内部已受损，抗短路能力差，若外部短路或受到雷击的影响进一步使绕组松散，内部场强分布不均，极易导致局部放电进而损伤导线。另外松散导线也易在电磁力作用下产生振动，互相磨擦而划破绝缘。绕组烧损是指绕组绝缘部分碳化，最终形成绕组短路，发展为致命性故障，因而这类故障属于监界性故障。对此一般处理方法为：修得变形部位，必要时应更换绕组；拧紧压圈螺订，紧固松脱的衬垫、撑条；修复改善结构，提高机械强度，修补绝缘，并作浸漆干燥处理。绕组断路，当高压侧有一相断路时，变压器将非在全相状态下运行，变压器低压侧三相电压、电流呈现不平衡，三相直流电阻也不平衡；两相断路则变压器不能运行；当低压侧两相断路时，变压器为单相负载运行，断路的两相无电压输出，因而变压器断路属于致命性故障，为此须更换或修复绕组。
三、电力变压器绝缘故障
变压器的绝缘系统主要由变压器油和绝缘纸、板以及绝缘件构成，绝缘效果直接影响到电流的通畅。目前变压器运行中的常见故障是绝缘强度下降进而导致变压器整体绝缘性能下降，形成的主要原因是变压器油受到污染。
变压器是否发生故障将从以下几个方面进行诊断：（1）绝缘油硫腐蚀故障诊断。变压器的线圈材料很容易受到硫的腐蚀，特别是高压变压器很容易出现油流腐蚀，油流腐蚀后会出现硫化亚铜。硫化亚铜的导电性很强，在污染和渗透绝缘纸后，就会使绝缘体的绝缘性能大幅度下降，时间长了就会击穿变压器匝间的绝缘体并烧毁绝缘线圈。（2）绝缘油中溶解气体分析诊断。一般的变压器经过长时间的负载和运行，会渗入一定的水分和氧气，再加上电应力和热量的交叉作用，就会大大的降低绝缘材料的性能。气体的产生根据电类或者热类故障的不同也会有不同的种类，故障程度也影响着气体的释放量。所以说变压器的故障和老化程度可以根据气体在绝缘油中的溶解含量和组分来判断。（3）人工智能在变压器故障中诊断。对于变压器的故障可以采用人工智能方式来解决，通过对人类思维的模仿对变压器中绝缘油的气体溶解数据进行分析，变压器故障的产生和绝缘油中气体溶解量之间的关系是十分复杂的，通过分析可以找到其中的规律并自动的对判断规则进行调整来适应环境的不断变化。
四、电力变压器铁心多点接地故障
变压器铁心多点接地运行将导致铁心出现故障，危及变压器的安全运行，应及时进行处理。电力变压器铁心多点接地故障处理方法如下：（1）直流电流冲击法。拆除变压器铁心接地线，在变压器铁心与油箱之间加直流电压进行短时大电流冲击，冲击3～5次，常能烧掉铁心的多余接地点，起到很好的消除铁心多点接地的效果。（2）对安装后未将箱盖上定位销翻转或除去造成多点接地的，应将定位销翻转过来或除掉。（3）夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损者，应按绝缘规范要求，更换一定厚度的新纸板。（4）因夹件肢板距铁心太近，使翘起的叠片与其相碰，则应调整夹件肢板和扳直翘起的叠片，使两者间距离符合绝缘间隙标准。（5）清除油中的金属异物、金属颗粒及杂质，清除油箱各部的油泥，有条件则对变压器油进行真空干燥处理，清除水分。
某供电段对110kV牵引变电站的1#主变分析油样品的气相色谱，发现了油中含气量比较高，在后续的测量跟踪显示，总烃量较多。超过了GB7252―1987规定的极限值150uL/L，含量最高的是甲烷与乙烯，最低为乙炔，小于规定值，最终判定为超过700℃的过热高温故障，在后续的跟踪测试发现，一氧化碳与二氧化碳增长不明显，所以，固体绝缘材料引发的故障可以排除。综合研究分析，考虑为铁心多点接地故障。后检查主变吊芯，测试发现为多点铁芯接地故障。针对具体的故障情况，采取了放电冲击法消除故障。
参考文献
[1]仲元昌,万能飞,夏艳,张亮,乔静.基于油气参数分析的电力变压器故障分步式诊断算法[J].高电压技术,2014年8期.
[2]张鑫鹏,苏天宇.电力变压器故障综合分析[J].黑龙江科技信息,2014年35期.
论文作者:姚树广
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/22
标签：绕组论文; 变压器论文; 故障论文; 铁心论文; 多点论文; 气体论文; 电流论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;