变压器匝间短路故障的分析与处理_李秀国
山东电力技术
SHANDONG DIANLI JISHU
2009年第6期（总第170期）
变压器匝间短路故障的分析与处理
Analysis and Treatment of Turn-to-turn Short-circuit Fault in Transformer
李秀国
（滨州供电公司，山东滨州256610）
摘要：变压器在出口短路、匝间绝缘损坏、进水受潮等情况下极易发生匝间短路故障，如何根据试验情况进行判断分析，出现匝间短路故障后如何进行处理，应该得到重视。对变压器匝间短路进行了试验分析，提出了处理方法。关键词：变压器；匝间短路；分析
Abstract:Inter-turn short-circuit faults easily happen under such circumstances when short-circuit of transformer
takes place in the export, turn-to-turn insulation is damaged and water damp exists in it. The subject that how to judge the situation based on the pilot analysis and how to deal with inter-turn short-circuit is worth studying. The test analysis of turn-to-turn short circuit of transformer and handling measures at the scene are presented. Key words:transformer; turn-to-turn short-circuit; analysis
中图分类号：TM41
文献标识码：B
文章编号：1007－9904（2009）06－28－02
0引言
变压器故障从其结构上通常分为绕组故障、套
19∶23主变送电，当合上主变开关不到2分钟差动
保护动作，轻瓦斯动作，变压器跳闸。检修、试验人员立即对变压器进行检查试验。
管故障、分接开关故障、铁芯故障、端子排故障、油故障及其它故障7类。其中，绕组故障是最严重的故障，它分为匝间、层间、相间的短路，接地和断线等，往往是产生电弧放电，也就是高能量放电。原因往往是绝缘老化或制造中绝缘损坏造成短路；变压器受潮未及时处理；系统的短路冲击造成绕组松动；长期的过负荷导致绝缘老化、油泥堵塞油道导致过热等。
变压器发生绕组变形或匝间短路故障、差动保护动作时，最有效的检测手段是绕组变形试验、直流电阻测试、绝缘电阻测试、油色谱分析。结合现场发生的案例，通过对变压器瓦斯动作情况及气体分析，差动保护动作分析，绕组直阻及绝缘电阻、变比分析，判断变压器故障，讨论处理方案。
2检查及分析
对变压器本体及三侧开关CT 到变压器间设
备进行检查。经检查发现变压器本体及范围内设备外观正常，无断线、放电现象，但发现主变本体瓦斯继电器内存在2/5气体。
瓦斯继电器存在气体有两种可能：一是检修人员检修时（处理渗漏油），有可能将空气循环进变压器内，密封后气体集中到瓦斯继电器。通常检修后，送电前，都要检查并放掉瓦斯继电器内气体。经落实，检修人员确认该主变检修后已经将瓦斯继电器气体放掉。二是变压器内部故障产生的气体，需要做进一步的检查试验。
对瓦斯继电器里气体取两个试验样品，一个做燃烧试验，另一个做气相色谱分析。燃烧试验发现气体可燃，并燃出淡蓝色火焰。这种现象说明气体中含有氢气、乙炔、乙烯等成分，初步判定变压器内部有放电故障。气相色谱分析结果如表1所示。
表1
氢气
1事故过程
2008年9月22日，某变电站一台25MVA 、110kV(三圈110kV/35kV/10kV) 主变压器停电处理本体多处漏油，此变压器为1988年产品。在处理
过程中，检修人员对变压器本体及附件未做任何拆装，内部变压器油也未做任何处理，结合停电处理，对该变压器保护装置进行了全部定检。检修完毕，
瓦斯继电器气体气相色谱分析结果
甲烷
乙烯乙烷乙炔
痕
μL/L
总烃
一氧化碳二氧化碳
[***********][1**********]980
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从表1中可以看出，氢气和总烃都严重超标，初步判断变压器内部有放电性故障发生。
检查变压器保护动作情况：保护装置发“轻瓦斯动作”信号和“差动保护动作”信号。进行瓦斯继电器轻瓦斯试验，动作正确，节点良好，不存在误动作的可能。主变差动保护动作报告如图1所示
。
相间线间
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闸以后，故障电流仍然存在，所以判定故障发生在
110kV 侧，故障相为B 、C 相。
对变压器高压绕组进行直流电阻试验，试验结果如表2所示。
表2
主变高压绕组直流电阻试验结果（Ω，23℃）
AO 1.006AB 2.010
BO 1.006BC 1.979
CO 0.9729CA 1.979
误差/%
2.32误差/%1.56
从表2可以看出，C 相直流电阻明显偏小，误差已超出标准规定值。
对色谱分析结果、保护动作情况和直流电阻测试数据综合分析，认为变压器高压侧C 相发生了匝间短路故障。
3处理情况
9月23日对变压器进行吊芯检查，发现高压绕组C 相高压引线与绕组的连接处绑扎带有明显烧蚀痕迹，连接处上、下共4匝线圈有明显变形，打开绑扎带，发现有2匝线圈分别烧熔2/3、3/4面积。
变压器箱体底部对应引线和绕组连接处，发现有明显进水痕迹，大约有400cm 2左右，其它两相外观
图1
主变差动保护动作报告
进行差动保护模拟故障量试验，动作正常。检查电流、电压回路无异常。
从图1可以看出，故障类型为变流差动动作跳闸，从故障波形看：
（1）B 、C 相有电流突变量，分别是DIB ，DIC 。故障电流为1.2A ，满足定值要求。
（2）110kV 侧电流A 相（IAH ）不变，B 、C 相（IBH 、ICH ）经过3个周波后突然变大，判断为故障电流。
（3）35kV 、10kV 侧电流（IAM 、IBM 、ICM ，IAL 、
检查无异常。
现场拆除上轭铁及C 相端部硅钢片，吊出C 相高压绕组，对C 相中、低压绕组及绝缘纸板进行检查。C 相高压与低压间绝缘纸板有一处40×5cm 2左右的碳黑，中、低压绕组无变形及烧损现象。
更换绝缘纸板和高压C 相4匝变形线圈，对变压器进行全面修复。修复后，对变压器进行完整的修后试验。试验各项数据合格，感应耐压、工频耐压试验通过后，一次送电成功。目前，该变压器运行情况良好。
IBL 、ICL ）三相平衡，没有突变量发生。
（4）B 、C 相故障电流经过4个周波后，110kV 侧A 相及35kV 、10kV 侧电流消失，而110kV 侧B 、C 相仍然有故障电流，再经过3个周波后故障电流消失。分析认为：故障发生4个周波后，差动保护动作三侧开关跳闸，从图1中看35kV 、10kV 侧开关先跳闸，110kV 侧经3个周波后跳闸。原因是110kV 侧开关是老式SW2-110开关，操作机构是电磁式，开关固有跳闸速度慢；而35kV 、10kV 侧开关分别是SF 6和真空开关，开关固有跳闸速度快。
从保护动作情况分析，主变35kV 、10kV 侧跳
4事故原因
变压器套管顶部连接帽密封不良，水分沿引线
进入绕组绝缘内，引起匝间短路。水分的进入是一个漫长过程，随时间的延长，水分慢慢汇集，此处通常称为“鹰嘴”正好是水分的主要积聚地，不易散发，当水分汇集到一定程度，搭成“小桥”时，冲击电压将此薄弱点击穿，造成匝间短路故障。
收稿日期：2009-5-17作者简介：
李秀国(1969－) ，男，主要从事高电压技术应用工作。
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