浅谈110kV变压器匝间短路故障试验分析

（国网江西宜黄县供电有限责任公司，江西 抚州 344400）

浅谈110kV变压器匝间短路故障试验分析

吴春志

（国网江西宜黄县供电有限责任公司，江西 抚州 344400）

文章以某110kV变压器为例，对110kV变压器匝间短路故障试验进行分析，提出了防止110kV变压器出现匝间短路故障的改进措施，以供参考。

110kV变压器；匝间短路故障；试验分析

1 前言

110kV变压器匝间短路故障是值得关注的问题，主要是因为变压器本身是最为昂贵的电力设备，当出现故障时，不仅会造成设备方面的损失，还会影响供电的可靠性与稳定性，破坏电力系统的正常运行，甚至会造成严重的安全事故。本文以某110kV变压器匝间短路故障为例，事故发生的过程表现为：该变压器为2006年的产品，型号为SSZ10-31500/ll0三卷变压器，在该变压器运行的过程中，主变两侧开关出现跳闸故障，现场人员立即根据相关规定，对变压器进行检查，通过对PT设备、CT设备、刀闸、三侧开关以及变压器本体进行详细的查看，发现变压器绝缘套管存在轻微漏油问题，并且瓦斯继电器内存在有2/3气体。通过采用试验分析，对变压器的故障类型进行判断，并根据实际状况采取相应的处理方案进行处理，顺利的将故障排除。110kV变压器匝间短路故障试验分析的步骤主要表现为以下几个方面。

2 110kV变压器匝间短路故障试验分析

2.1 试验项目

项目试验至关重要，主要包括以下几个方面：

（1）检测绕组直流电阻。检测绕组直流电阻的原理表现为：变压器绕组直流电阻的检测，是一项非常重要的试验项目，是一种方便、有效的考核绕组纵绝缘与电流回路连接状况的试验，其能够反应绕组匝间短路、接头接触不良、导线电阻差异、分解开关接触状况、绕组断股等故障。在25℃环境中对变压器绕组直流电阻进行测试，历次试验的数据为：主变高压侧ROA为0.6726Ω，ROB为0.6768Ω，ROC为0.6779Ω，误差为0.78%，中压侧ROAm为94.40mΩ，ROBm为94.44mΩ，ROCm为94.23mΩ，误差为0.22%；故障后试验的数据为：主变高压侧ROA为0.6713Ω，ROB为0.6294Ω，ROC为0.6744Ω，误差为6.83%，中压侧ROAm为 92.38mΩ，ROBm为 93.14mΩ，ROCm为92.26mΩ，误差为0.95%；经过检测试验数据表明绕组直流电阻明显减小，误差超出了相应的规定值，直流电阻明显降低通常是由匝间短路故障造成的。

（2）油色谱试验。通常状况下，为了检测变压器内部是否存在电弧放电故障，需要对变压器内的乙炔气体、氢气的体积分数进行检测。其中乙炔气体是固体绝缘材料过热或者受到电弧后分解产生的一种气体；氢气是主要是由于固体绝缘材料、绝缘油受到电弧影响后产生的气体，还有可能是由于固体绝缘材料、绝缘油过热分解产生的。通过对该110kV变压器故障前后的色谱试验数据分析得知，本次故障发生之后，氢气的体积分数为223.65×10-6，乙炔气体的体积分数为66.36×10-6，根据相关规定，110kV变压器中乙炔气体的体积分数不能超过5×10-6，氢气的体积分数不能超过150×10-6，由此可以看出两种气体的试验值已经严重超标，初步认定为是由于变压器内部的放电现象导致的。由于乙炔含量与氢气的含量严重的超标，查看变压器的保护动作报告，保护装置发出了“差动保护动作”和“轻瓦斯保护动作”等信号，进行轻瓦斯试验，其动作正确，节点方面也相对良好，并进一步验证了是由于变压器内部的放电现场导致的匝间短路故障。

（3）短路损耗试验。短路损耗试验的原理表现为：在变压器一侧绕组中通过正弦波形、额定频率的额定电流，另一侧绕组短路时的阻抗被称之为变压器的短路阻抗，通常对于参考阻抗采用百分数进行表示。根据试验结果显示，加压侧110kV加压时，发生短路损耗偏大的问题，反复充放电测量直流电阻，能够准确的测量电阻与其他两相的偏差，并确定绕组存在匝间短路故障。

（4）变比试验。由于变压器的中压绕组存在匝间短路故障，导致变压器的电阻显著的增大，测试电流也相对较大，因此当变压器出现匝间故障时，应该进行变比试验，例如110kV侧对350kV侧，实际电压溢出了仪器测试电压的量程，因为测试仪器测试电压的最大值为36V，因此并不能得到准确的数据，这也进一步验证了中压绕组存在的匝间短路故障的问题。

（5）绕组变形试验。在高频率电压的作用下，变压器的所有绕组都可以作为一个由曲线电阻、电容、电感等分布参数形成的无源线性双口网络，如果绕组发生变形，将会导致分布参数发生相应的变化，进而导致其等效网络传递函数的极点和零点产生相应的变化，通过采用频率相应分析法对变压器绕组的变形状况进行检测，是根据变压器各个绕组的幅频响应特性，对试验结果进行横向或者纵向比较，然后跟比幅频响应特性的差别，判断变压器的绕组是否发生变形问题，通过对高压绕组频率响应特性曲线进行横向比较，在中频段与低频段都出现了明显的三相不一致状况，也就是说变压器绕组发生了明显的变形；通过对低压绕组频率响应特性曲线进行横向比较，高频段和中频段出现了较为明显的三相不一致状况，即表明变压器绕组同样发生了明显的变形。综上所述，由于变压器发生了严重的匝间短路，导致绕组发生了明显的变形。

2.2 匝间短路故障的整体判断

通过各项试验，获得以下整体判断结论：氢气超标是由于变压器内部存在放电现象导致的；乙炔的含量超标是由于短路故障、故障点局部温度高于金属熔点；总烃量超标由于短路故障引起；110kV侧损耗试验表明，在110kV侧加压，短路损耗增大，表明110kV侧出现短路故障；直流电阻的误差超标，直流电阻明显偏小，表明110kV变压器存在匝间短路故障。

结语

总而言之，通过对110kV变压器的匝间短路故障进行试验分析，能够准确的判断变压器的故障类型，然后采取相应的改进措施对匝间短路故障进行处理，对保证变压器运行的稳定性、可靠性具有非常重要的作用。

[1]李强，孙昭昌，曹晓华，程谋铨.一台110kV变压器出口短路试验分析[J].变压器，2012，49（08）：55-59.

[2]李健，赵双兵，张红旗，胡科.110kV变压器匝间短路故障分析与处理[J].电网技术，2011，25（02）：8-10.

TM407

A