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摘要：变压器是电网中的重要核心设备，其正常运行是保障电网运行安全和稳定的必要条件。本文结合某变电站变压器故障实例，通过各项试验，对该变压器故障进行了分析，并对其试验异常进行诊断，为类似变压器故障分析提供参考。
关键词：变压器；故障；异常诊断
随着我国社会经济的快速发展，我国电力网络的建设也取得了极大的进步，并在推动社会经济发展中发挥着重要的作用。在电力网络中，变压器是电能传输、分配及转换的重要枢纽设备，若变压器发生故障，不仅会对损坏设备，还会造成巨大的经济损失。基于此，笔者展开了变压器故障分析及试验异常诊断研究。
1 常规例行试验
主变故障后进行了一系列相关试验，由表1色谱分析数据可知，变压器故障后产生大量C2H2气体，同时各种组分气体也相应增加，根据油色谱分析可推断出变压器内部出现严重的电弧放电性故障，但具体故障部位需要进一步试验分析。
在投入运行前对该变压器进行相关交接试验，试验数据与出厂试验数据相比较均在合格范围内。主变故障后再次进行相关试验，试验发现绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比和极化指数、绕组连同套管的介质损耗及电容量、有载调压切换过程录波、铁心绝缘等试验数据均在合格范围内，高、低压绕组的直流电阻均合格，中压35kV侧绕组直流电阻异常，试验数据如表2所示，故障前交接试验时试验结果如表3所示（表2中故障后试验时变压器上层油温为33℃，表3中故障前交接时变压器上层油温为40℃，故将原始数据经绕组电阻温度修正公式R2＝R1[（Tk＋t2）/（Tk＋t1）]修正），故障后OA和OC相试验数据与交接试验时比较均在合格范围内，但OB相三相绕组直流电阻均为34.92mΩ，说明35kV侧B相无载调压开关异常。
2.3 绕组电压比
因直流电阻和绕组变形结果均出现异常情况，故怀疑绕组存在缺陷，所以对该变压器各绕组变压比进行测试，变压比测试结果高压对低压变压比符合相关规程规定，测量中压对低压绕组变压比时变压比测量仪器显示过电流保护。为进一步检测分析，故对变压器各绕组变压比进行单独测试，测试结果为HA对MA、HA对LA、MA对LA、HB对LB、HC对MC、HC对LC、MC对LC变比正常（H代表高压、M代表中压、L代表低压，A、B、C分别代表A、B、C三相），而HB对MB及MB对LB测试时仪器均显示过电流保护。上面测试结果显示所有涉及中压侧B相的变压比测试均出现过电流保护，其他绕组变压比测试均正常，故推测为中压B相绕组故障。
3 变比异常诊断分析
变压器35kV一次绕组接线及调压原理如图3所示，无载调压位置为Ⅰ档时，35kV侧所有绕组均接入电路运行。正常情况下，h与d、c与g、b与f、a与e绕组匝数相等，每两段感应出的电压相等，即感应电压Ed＝Eh＝4.44fNΦ，故变压器正常运行。但当变压器内部产生过电压，若绕组纵绝缘耐受电压超过其绝缘强度时，绕组间将击穿，甚至产生大电弧，大电弧产生的高温将烧熔匝间绝缘甚至烧坏绕组并造成匝间短路。假定变压器绕组d和h均为N1匝，变压器故障后，d中部分绕组发生匝间短路，则匝数由原N1匝变为N2匝，变压比试验时，Ed＝4.44fN2Φ，Eh＝4.44fN2Φ，绕组d与h间电势差为Eh－Ed，匝间短路故障后感应等效电路图9所示。分析电路图可知由于感应电势不平衡将在绕组中产生环流，该环流消耗的能量由绕组变压比仪器提供而使绕组变比仪过电流保护。
根据油色谱分析试验结果可以推断出变压器内部发生了严重的电弧放电现象，同时电弧放电产生的大电流引起的电动力造成绕组变形，根据绕组变形和绕组电压比试验推断故障相为35kV侧的B相绕组，B相绕组在电弧放电过程中造成匝间短路。35kV侧B相绕组直阻在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ档时均为34.92mΩ，故分析推断该相无载调压装置故障。同时由变压比试验推断出绕组电弧放电导致匝间短路。
4 吊芯检查验证
由于推断变压器存在严重的电弧放电造成绕组匝间短路，故将该变压器返厂维修，在变压器厂吊罩吊芯检查。
4.1 无载调压装置
对变压器进行吊罩检查后发现35kV侧B相无载调压故障，调压部分触指松动变形，造成调压器动静触头间接触不良，所以直阻偏大，同时无载调压上部连杆与调压装置连接不良，造成外部调压时内部调压装置未转动，所以三相绕组直阻在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ档均未有相应变化。吊罩后将无载调压装置检修正常后安装回变压器再进行直阻测试，试验数据如表5所示，由试验数据可知，Ⅰ、Ⅱ档绕组直阻已经恢复正常，但Ⅲ档直阻仍然偏差较大，还需进一步检查分析。
4.2 吊芯检查
为进一步确认故障情况，直接对35kV侧B相吊芯检查。由图可见，故障部分绝缘在电弧作用下破坏非常严重，同时绕组在电弧产生的高温作用下部分烧熔，导致绕组匝间短路。绕组短路时绕组中通过大电流，大电流在电磁场中产生较大的电动力，从而造成绕组严重变形。
5 结语
综上所述，变压器故障会影响到电力系统整体运行的稳定性，还会损失大量负荷，带来巨大的经济损失。因此，需要对变压器故障的分析及诊断展开研究，准确判断变压器故障或异常现象，从而迅速采取有效的策略进行处理，尽可能降低变压器故障带来的损失。
参考文献：
[1]浅析配电变压器故障诊断的方法[J].孟慧娟，孔娟.电子制作.2016（08）
[2]一起750kV变压器内部故障分析与处理[J].程锦，钟义，兰孝富.高压电器.2016（02）
论文作者:韩云涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/23
标签：绕组论文; 变压器论文; 故障论文; 电弧论文; 异常论文; 电流论文; 电阻论文; 《基层建设》2018年第4期论文;