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摘要：干式变压器是变压器中较为常用的一种，对降低电能传输过程中的能量损耗起到十分重要的作用，若其运行出现故障，将会影响到电力系统的效益。本文结合某10kV干式变压器故障实例，对其故障原因进行了分析，并提出了相应的处理措施。
关键词：干式变压器；短路故障；分析
0 引言
在电力系统中，变压器能够减少电能传输过程中的能量损害，在长距离电力传输中得到十分广泛的应用。其中，干式变压器具有安全、热稳定性好、可靠性高、低损耗、节能等优点，在高层建筑、照明、机场码头等场所中得到广泛的应用。但是，在干式变压器使用过程中，故障事故时有发生，严重影响到了干式变压器的正常运行，对其进行分析十分必要。
1 变压器事故描述
本事故变压器为一台10kV干式配电变压器，变压器型号为：SCB10-800/10，已投运5年，事故时间发生在负载比较低的凌晨，因此，事故时无过负荷运行情况。根据事故现场观察，事故变压器A相高低压线圈筒体上端及外壁留有明显的燃烧时烟熏遗留痕迹，高压线圈A相筒体内壁也隐约可见事故部位。
2 事故变压器试验
通过外观检查无法判断变压器事故后变压器的质量状态，无法分析发生事故的可能原因。因此必须对变压器进行相关试验，根据试验测试数据并结合理论分析，进一步对事故原因以及事故造成的后果进行判断，从而为事故的后续处理提供技术支持和决策依据。
为此，本文选择变压器线圈绝缘试验和线圈直流电阻测试试验两个项目作为事故分析的试验依据。通过绝缘试验，可以判断高低压侧线圈之间、高低压侧线圈对地是否短路；通过高低压侧线圈直流电阻测试，可以判断线圈是否有匝间短路或线圈开路情况。最终，可根据测试结果，结合理论分析形成判断结论。
1）事故变压器绝缘电阻试验。分别对变压器进行高压线圈对大地、低压线圈对大地、高低压线圈之间、铁芯对大地之间的绝缘电阻试验，测试结果分别为：20000+、2000+、20000+、1000+MΩ，试验数据均合格。
2）事故变压器直流电阻测量。对变压器线圈进行直流电阻测量后（高压侧线圈在运行挡位进行测量），测量数据如表1所示。
表1 变压器线圈直流电阻测量值
图1 变压器高压侧线圈联接方式
由变压器铭牌可知，事故变压器联接组别方式为Dyn11，由此可作出变压器高压侧线圈联接方式如图1所示。
3.2 变压器线圈直流电阻测试结果理论分析
在电力系统中，发生单相故障的概率是非常大的，因此，针对此台事故变压器的单相故障的情况，进行深入分析，使其成为变压器单相线圈事故后现场分析思路和方法的典型代表。
1）变压器线圈正常时测试结果分析。在理想状态下，各相线圈大小是相等的。一台合格的变压器，其各相线圈的实际电阻值也是近似相等的。设定各相线圈电阻值相等且大小为R，那么在高压线圈三角形联接方式下，测量两点之间电阻实质就是测量其两点之间两个串联电阻和另一个电阻的并联值。根据串并联电路中的电阻计算方法，变压器正常时，高压侧线圈测量电阻值为：RAB=RBC=RCA=（2/3）R。
2）变压器线圈不正常时测试结果分析。以此变压器发生事故后状态为分析背景，单相线圈在匝间事故时，根据变压器线圈的绕制特点，一种可能是：引起同一相线圈上下层间的短接，由此会引起线圈匝数减少，线圈电阻变小；还有一种可能是：由于故障烧熔因素，线圈局部点接或线接，由于金属材料的电阻大小和金属的截面积大小是成反比的，因此这种现象的出现会使线圈电阻变大。
下面分别分析单相线圈电阻变化在上述两种情况下时，在联接组别不变的情况下线圈直流电阻测量值（与事故变压器对应，以高压线圈A相事故后的状态为分析对象）：
（1）A相线圈电阻值变小时分析
设A相线圈电阻值为R小，B、C相为R，根据电路理论计算，测量值为：
由极限求解方法，在R大→∞（即趋向开路）时，RBC=RCA=R。
3.3 分析及结论
分析事故后的变压器高压侧线圈直流电阻测试结果可以发现：RAB=2.545Ω≈2RBC=2×1.277Ω≈2RCA=2×1.272Ω，即RAB≈2RBC≈2RCA。由上述理论分析结果可知，出现这种情况，是因为A相线圈趋向开路，A相线圈电阻趋向无穷大。
综上所述，可知事故原因是由A相线圈匝间短路故障引起，事故发生后，未引起高低压线圈之间、高低压线圈和大地之间的短路，也就是说未引起它们之间的绝缘损坏，但是A相线圈的短路故障，引起了线圈故障点在高温环境下的熔断情况，造成了A相线圈开路状态。因为事故发生在轻负载时间段内，不存在过负荷情况发生，因此根据事故的原因分析可推断为是由制造时的工艺缺陷引起。
可采取的措施主要有两种：（1）对变压器高压线圈A相进行更换；（2）考虑到已运行多年，且事故是由制造缺陷原因引起，因此可对整台变压器进行更换。
4 结语
综上所述，干式变压器在各个领域中得到广泛的应用，其正常运行关系到机械设备的安全使用和性能。因此，要对干式变压器事故进行分析，找出其发生的原因，并采取有效的措施进行处理，从而确保干式变压器的稳定使用。本文对10kV变压器故障进行了分析，为其他类似事故提供了理论分析方法和处理措施建议。
参考文献
[1]35kV干式变压器的常见故障及对策分析[J].黄林慧.企业技术开发.2016（03）
[2]干式变压器常见故障与处理方法研究[J].程林，聂莉雅.科技风.2015（05）
论文作者:邢天波
论文发表刊物:《电力技术》2017年第2期
论文发表时间:2017/6/29
标签：线圈论文; 变压器论文; 事故论文; 电阻论文; 侧线论文; 高压论文; 故障论文; 《电力技术》2017年第2期论文;