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摘要：电力变压器承担着电力系统中电压变换的重任，它是电能分配和传输电力系统中最关键的设备之一。因此，变压器的正常运行是电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，因此必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。但由于变压器长期运行，故障和事故总不可能完全避免，且引发故障和事故又出于众多方面的原因，而这其中变压器短路故障占据相当大的比重。该文主要针对电力变压器短路故障原因及处理方法进行探讨。
关键词：电力变压器；短路故障；原因；处理方法
近些年电力系统容量不断增加，电网规模日益扩大，网络接线日趋复杂，发电机组和电力变压器都向大容量、高参数、高电压方向发展，系统短路电流也大大提高。运行中的变压器如果碰到低压母线与供电线路的各种短路事故，强大的短路电流会产生高温，高温将会使变压器损坏而停止运行，影响供电。据资料统计，最近几年来运行中的变压器由于外部短路而引起的事故明显多于从前，而且大多数故障使变压器严重损坏。可见，为防止变压器出口短路事故的发生，很有必要分析变压器出口短路事故的原因、研究切实可行的对策、采取有针对性的防范措施。
1 变压器短路故障
1.1 短路电流引起绝缘过热故障
变压器突发短路时，其高、低压绕组可能同时通过为额定值数十倍的短路电流，它将产生很大的热量，使变压器严重发热。当变压器承受短路电流的能力不够，热稳定性差，会使变压器绝缘材料严重受损，而形成变压器击穿及损毁事故。
1.2 短路电动力引起绕组变形故障
变压器受短路冲击时，如果短路电流小，继电保护正确动作，绕组变形将是轻微的；如果短路电流大，继电保护延时动作甚至拒动，变形将会很严重，甚至造成绕组损坏。对于轻微的变形，如果不及时检修，恢复垫块位置，紧固绕组的压钉及铁轭的拉板、拉杆、加强引线的夹紧力，在多次短路冲击后，由于累积效应也会使变压器损坏。因此诊断绕组变形程度、制订合理的检修策略是提高变压器抗短路能力的一项重要措施。
2 变电站变压器短路故障原因分析
我们常见的变压器短路故障大致有：电流故障、过热故障、出口短路故障等。在变压器结构材料、电流情况以及电网线路等因素的影响下，一旦变压器发生短路故障会严重损坏变压器绝缘材料。就变压器短路故障类型来分，具体可分为：三相短路、两相短路以及单相接地短路。在这些短路故障中，三相短路故障形成的电流最大，造成的损害也最严重。很多短路事故可使变压器绕组发生轴向变形，损坏变压器绝缘材料，当变压器在遇到高负荷电流冲击时，可能会发生爆炸事故等，这些都可视为变压器自身抗短路能力的不强引起的，在制造变压器时，必须重视变压器构建材料的科学选取与电磁线的选取。此外，变压器检修人员检修工作的不及时、不到位也是引发变压器发生短路故障的一个重要原因。如某些变电站变压器时常发生短路故障，每次发生故障后，检修人员只是简单的维修故障，不去深入调查、研究事故原因，总结事故经验，也易形成恶性短路循环，再者电网的漏电发现的不及时，变压器老化配件跟换的不及时，也易引发变压器发生短路故障，总之变压器检修人员，检修工作的不认真、不彻底也是引发变压器发生短路事故的重要原因。
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3 变压器短路故障的预防及处理方法
3.1 对变压器的短路动态特性进行分析
电网发生短路时，短路电流对变压器的冲击实际为变压器绕组的振动，因此，对变压器绕组振动特性进行研究是防止变压器短路的有效措施。短路电流产生的磁场会在变压器绕组中产生机械应力，该机械应力与电磁线绝缘、绕组绕制、频率等有关。绕组固有频率与机械应力频率相近时会发生谐振，这就会加剧绕组的振动。
3.2 变压器的直流电阻测量
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。在变压器的检修与维护过程中，变压器绕组的直流电阻试验被公认为是考察其纵绝缘水平的主要方法之一（纵绝缘是指线圈两端和线圈匝间的绝缘）。因为绕组在变压器的内部，所以绕组故障的检测与检修都较为困难。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。绕组变形测试仪的原理是：将变压器的内部绕组参数在不同频域的响应变化经量化处理后，根据参数变化量值的大小、频响变化的幅度、区域和频响变化的趋势等来检测其内部绕组的变化，从而确定变压器被破坏的程度。
3.3 注意预防变压器部件故障
就变压器故障现状而言，有很多原因都有可能引发其发生短路故障，但在这些故障原因中，很多事故原因都是可以预防的，这就涉及到检修人员的职责问题。对于变压器故障的预防，变电站检修管理者应科学、合理的制定变电设备检测管理制度，定期检测变压器。如检修人员应定期查看变压器配套的绝缘子、瓷套管等部件，确保它们干燥清洁，定期测试变压器的各部件的耐压性，绝缘部件的绝缘性以及各开关触头的安全性、灵活性。把事前预防检测工作做好，最大限度的减少变压器故障，降低故障损失。同时在处理完变压器故障后，应做好事后研究分析工作，深入剖析，找出引发故障的根本原因，并组织变电站技术骨干，进行研讨，总结出故障预防措施。此外，为提高变电站变压器实际检修效能，变电站技术部门可组织一些变压器检修比武、技能考核等活动，促使检修人员积极学习、主动学习，努力提高自身检修技能。
在变压器运行期间，检修人员应按计划仔细测算变压器各运行参数，进行变压器短路事故试验。在进行变压器常规检修时，应重视变压器内部线圈机械强度的检查，确保各线圈的完成、干燥、合理粘结。此外，在实际采购变压器设备时，应选用抗短路能力强，绝缘性能高的变压器。
3.4 完善变压器的保护配置
微机机电保护的使用使得变压器的短路事故大大减少，但是为了使得保护动作的速动性、灵敏性兼顾可靠性，还需在保护的配置上安装母线差动保护，失灵保护等。变压器自身的保护也同样重要，在变压器中压侧和低压侧需要配置限时速断保护，使得变压器出口故障时能够快速切除故障，使短路电流对变压器的冲击减小。在变压器的选择方面，应该选择抗短路能力较强的变压器，并且适当调整电网的主接线形式，使得故障时对变压器的冲击短路电流减小。减小变压器承受短路电流的措施还有在线路上加装限流电抗器。近年来由于开关容量不足而导致的变压器短路经常发生，因此在变压器中压侧和低压侧安装大容量开关非常有必要，与此同时，由于氧化锌避雷器较强的承受过电压能力也适用于变压器以及母线的保护中，爬距较大的防污瓷瓶较好的绝缘性能可以有效防止变压器出口短路。
结束语：
电力变压器作为电力系统重要的电气设备，承担着电能运输的桥梁作用，当变压器出现故障时，准确、快速的诊断分析出故障原因、位置等对于快速处理故障，恢复送电，提高供电可靠强具有重要的意义。快速、合理的变压器故障诊断步骤，准确的故障诊断方法可以快速的诊断出变压器的故障情况，减少了诊断分析时间，提高了效率，为变压器检修、恢复供电争取了时间，有效地提高了电网的供电可靠性。
参考文献：
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论文作者:吴超,赵荣斌
论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/19
标签：变压器论文; 绕组论文; 故障论文; 电流论文; 事故论文; 发生论文; 原因论文; 《防护工程》2017年第26期论文;