变压器运行中短路损坏的原因分析

关键词： 变压器 能源 电力 功能

变压器运行中短路损坏的原因分析（精选11篇）

篇1：变压器运行中短路损坏的原因分析

变压器运行中短路损坏的原因分析

【内容摘要】

通过近几年短路造成变压器损坏的具体实例分析，主要原因由于低压侧过载、违章加油等。在、就该原因提出了防止变压器损坏的对策。【关键字】：配电变压器 过载 损坏

论文内容：

一、原因分析

在广大农村，配电变压器时常损坏，特别是在农村用电高峰期和雷雨季节更是时有发生，笔者通过长期跟踪调查发现导致配电变压器损坏的主要原因有以下几个方面：

一）、过载

一是随着人们生活的提高，用电量普遍迅速增加，原来的配电变压器容量小，小马拉大车，不能满足用户的需要，造成变压器过负载运行。二是由于季节性和特殊天气等原因造成用电高峰，使配电变压器过载运行。由于变压器长期过载运行，造成变压器内部各部件、线圈、油绝缘老化而使变压器烧毁。

二）、绕组绝缘受潮

一是配电变压器的负荷大部分随季节性和时间性分配，特别是在农村农忙季节配电变压器将在过负荷或满负荷下使用，在夜晚又是轻负荷使用，负荷曲线差值很大，运行温度最高达80℃以上，而最低温度在10℃。而且农村变压器容量小没有安装专门的呼吸装置，多在油枕加油盖上进行呼吸，所以空气中的水分在绝缘油中会逐渐增加，从运行八年以上的配电

变压器的检修情况来看，每台变压器底部水分平均达100g以上，这些水分都是通过变压器油热胀冷缩的呼吸空气从油中沉淀下来的。二是变压器内部缺油使油面降低造成绝缘油与空气接触面增大，加速了空气中水分进入油面，降低了变压器内部绝缘强度，当绝缘降低到一定值时变压器内部就发生了击穿短路故障。

二）、运行中注意事项

对配电变压器在运行管理中必须做好如下内容：

1、在使用配电变压器的过程中，一定要定期检查三相电压是否平衡，如严重失衡，应及时采取措施进行调整。同时，应经常检查变压器的油位、温度、油色正常，有无渗漏，呼吸器内的干燥剂颜色有无变化，如已失效要及时更换，发现缺陷及时消除。

2、定期清理配电变压器上的污垢，必要时采取防污措施，安装套管防污帽，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线、脱焊、断裂现象，定期摇测接地电阻。

3、避免三相负载不平衡运行。变压器三相负载不平衡运行，将造成三相电流的不平衡，此时三相电压也不平衡。对三相负载不平衡运行的变压器，应视为最大电流的负荷，若在最大负荷期间测得的三相最大不平衡电流或中性线电流超过额定电流的25%时，应将负荷在三相间重新分配。

4、防止二次短路。配电变压器二次短路是造成变压器损坏的最直接的原因，合理选择配电变压器的高低压熔丝规格是防止低压短路直接损坏变压器的关键所在。一般情况下平配电变压器的高压侧（跌落保险）熔丝选择在1.2～1.5倍高压侧额定电流以内，低压侧按额定电流选用，在此情况下，即使发生低压短路故障，熔丝也能对变压器起到应有的保护作用。

篇2：变压器运行中短路损坏的原因分析

摘要：提出了配电网中性点新型接地方式为：当发生瞬时性单相接地故障时，利用自动跟踪的消弧线圈实现快速补偿;当发生非瞬时性单相接地故障时，能正确选出故障线路并跳闸。提出了高短路阻抗变压器式可控电抗器的基本结构和原理，用该原理研制成功的高短路阻抗变压器式自动快速消弧系统，具有伏安特性线性度优良、响应速度快、电流由零到最大都能无级连续调节、补偿效果好、对系统适应性强等优点，是实现新型接地方式比较理想的设备。

关键词：配电网消弧线圈可控电抗器晶闸管短路阻抗

1新型接地方式

配电网中性点接地方式的选择与电力系统安全可靠运行密切相关，是城网和农网建设中必须关注的重要问题。但长期以来并未得到满意的解决。随着电网的不断发展，电容电流小于一定值而允许中性点不接地的电网已越来越少，绝大多数配电网的中性点都采用低阻接地或消弧线圈接地方式。

低阻接地虽然避免了系统的过电压问题，但跳闸率过高，不能适应对供电可靠性越来越高的要求，尤其是在架空线路与电缆混合的配电网中此问题更为突出。同时，单相接地时巨大的接地电流将使地电位升高，严重时会超过安全值，可能对通信线路、低压电器和人身安全造成不利影响，这是该方式的先天缺陷。随着电力配电系统与电信网共处系统的日益增加，用户使用的敏感元件(电脑、电子控制、电力电子等)日益增多，以及国际标准对低压设备耐压要求的降低，低阻接地方式这一不可克服的缺陷越来越不能被社会容忍。尤其在电缆使用量逐渐增多、电网迅速扩大，使电容电流大增的情况下，用电阻将单相接地故障电流限制到远小于两相短路电流而同时又要满足过电压要求的做法已非常困难，即采用低阻接地方式已非常不经济。因此，低阻接地方式不仅不适合于以架空线路为主的农网，也将越来越不适合于以电缆为主、容量不断扩大的城网。

自动跟踪消弧线圈接地方式避免了巨大的接地故障电流带来的一系列问题，又能使瞬时性接地故障自动消除而不影响供电[1，2]。但是由于《规程》中规定线路单相接地时允许带故障运行2h，对系统的绝缘水平要求较高，因而使某些进口设备(尤其是电缆)受到威胁。同时故障电流持续时间长不仅对人身安全很不利，而且易使非瞬时性接地故障扩大成相间短路(尤其是电缆)。随着电缆逐渐代替架空线路，单相接地时不分瞬时性和非瞬时性故障都不跳闸的传统消弧线圈接地方式已不再适合。

配电网中性点新型接地方式为：当发生瞬时性单相接地故障时，利用自动跟踪的消弧线圈实现快速补偿，使故障电流小于一定值而自动灭弧，从而使系统继续正常运行而不停止供电;当发生非瞬时性单相接地故障时，能正确选出故障线路并跳闸，不影响其他非故障线路的正常运行;同时保证单相接地故障持续时间小于10s，使系统的绝缘水平可与低阻接地时的相同[3]。这种接地方式兼具了低阻接地和消弧线圈接地的优点，又摆脱了各自的缺点，是一种较为理想的新型接地方式。

该接地方式的实现，不仅须配备可靠、准确、响应快的小电流接地选线装置和相应的跳闸装置，还必须有高质量的自动跟踪补偿装置。主要要求是：消弧线圈伏安特性线性度好，响应快，能在大范围内连续调节，补偿效果好等。现有的各类自动跟踪补偿消弧线圈，包括调匝式[4]、调气隙式[5]、直流偏磁式[6]、磁阀式[7]、调电容式[8]及其它类型[9，10]，都具有某些缺点而不能同时满足上述要求。这也是目前消弧线圈的应用受到局限的原因。本文所述由高短路阻抗变压器式电抗器组成的新型自动快速消弧系统可以满足上述要求，使上述接地方式实现成为可能。

2自动快速消弧系统的主要构成

该系统主要由高短路阻抗变压器式消弧线圈和控制器组成，同时采用小电流接地选线装置作为配套设备。

2.1高短路阻抗变压器式消弧线圈

该消弧线圈是一种新型的变压器式可控电抗器，其一、二次绕组间的短路阻抗很大(达100%或更大)，二次绕组用晶闸管短路。通过调节晶闸管的导通角来调节二次绕组中的短路电流，从而实现电抗值的可控调节。其原理结构见图1。

整套装置中设置特殊的滤波电路，用以吸收晶闸管通断时产生的谐波，使电抗器输出工频电流。当给定晶闸管的触发角α时，工作线圈输出的基波电流为：

式中Iom为额定电压下晶闸管全导通时流经工作线圈的电流有效值。

该消弧线圈不需要调节匝数，铁芯不需要有气隙，不需要复杂的直流回路和任何机械传动装置，因而结构十分简单，与普通的变压器相同。由于电抗值的调节是通过调节晶闸管来实现的，该消弧线圈具有极快的响应速度，并可实现由零到额定电流的无级连续调节。

此外该消弧线圈的独特优点是作为补偿用的电感不是激磁阻抗而是利用变压器的短路阻抗，因而可保证在全电压范围内都具有良好的伏安特性，实测结果如图2所示。这一优点对可控消弧线圈非常重要，因为单相接地情况下中性点电压随接地阻抗变化，高阻接地时中性点电压较低，而最高可升到1.1倍相电压。若消弧线圈的伏安特性为非线性，则消弧线圈输出的补偿电流将成为中性点电压的非线性函数，因此利用消弧线圈在额定电压下对应的电流来外推或内推其它电压下的电流将会导致残流较大，再考虑到零序电容测量的不准确性，有可能使接地残流仍旧超过规定的允许值;对于分级式消弧线圈(如调匝式、调容式等)，还存在级差电流，情况有可能更糟。

2.2新型控制器

控制器是系统的核心，担负着实时跟踪测量系统电容电流并及时向系统投入或退出补偿电流、对接地故障线路实现跳闸等任务。

该控制器在测量过程中采用“试探法”，用两次测量的方法来保证系统电容电流测量的准确性。测量时系统远离谐振区，因此即使不采用阻尼电阻，中性点电压也不会上升至危险区域;硬件、软件采用多重滤波和自动量程跟踪技术，可消除谐波干扰和保证全量程的测量精度;软件设计中对系统中可能出现的多种现象(例如多次重复接地故障等)都有恰当的对策，尤其是在抗干扰方面采用了多重技术，除常规的“看门狗”外，还设计了超时检测技术，即使在死机状态下“看门狗”也能正常工作，保证整个系统在设定的时间内恢复正常，由于人为的误操作而退出运行时，装置能在设定的时间内自动转入运行状态。补偿方式可为欠补、过补、全补，由于装置响应很快，因此不需要预调谐，也就避免了因串联谐振可能带来的危险过电压;同时还设置了跳闸接口，可对发生接地故障的线路实现跳闸;具有信息传输接口，可将相应的信息由无人值班的变电站传送到远方的`调度站。控制系统人机界面友好，采用液晶显示，全汉化操作，正常测量时实时显示系统接地次数，中性点电压、电流，时间和系统的运行状态。

该控制器还具有优良的抗电磁干扰性能，在有干扰的环境下仍能长期正常工作。

2.3配套设备――小电流接地选线装置

该装置通过向系统注入一固定频率的信号，利用安装在变电站的探测器探测接地线路传回的电磁波的原理选出接地故障线路，科学合理，可靠性高，响应速度快。

3自动快速消弧系统的主要性能及特点

该系统的工业样机已完成10.5kV电压下的全面系统模拟和现场试验，并已在某变电站运行。模拟试验接线如图3所示。试验内容包括10kV单相金属性接地、弧光接地和高阻接地等典型故障，模拟系统电容电流取值从零到额定值，实测的典型波形见图4。试验数据统计表明，残流均小于6A，大多数情况下残流都小于3A。该系统的主要优点是：

(1)响应时间短接地故障发生(或解除)后5ms内即可投入(或退出)补偿电流，故障电流在60ms内即可降到很小的残流值。图4(b)为典型的动作过程。

(2)在非接地故障情况下可工作于远离谐振点的区域，因而不必担心产生串联谐振过电压的问题，不必设置阻尼电阻，既提高了安全可靠性又简化了设备。

(3)补偿状态可以随意变化因为输出电流是真正无级连续可调的，所以欠补、过补或全补状态下都可以实现。

(4)对配电网的适应性强每10s跟踪1次配电系统变化的同时不会对系统造成不良影响。调节范围可由零调到额定值的优点使它适应于变电站不同发展时期对消弧线圈容量的不同需要。240次接地故障和相应信息的记录容量可以清楚地了解故障状态，仅用一台控制器就能实现多台系统并联运行，降低了成本。同时，该系统还具有正确选出接地故障线路并实现跳闸的功能。

4结论

利用可控消弧线圈补偿电容电流使瞬时性单相接地故障得以自动消除、又对非瞬时性单相接地故障实现选线跳闸的接地方式是配电网中性点比较好的接地方式，采用由高短路阻抗变压器式可控电抗器组成的快速自动消弧系统具有伏安特性线性度优良、响应快、电流由零到额定值都能无级连续调节、补偿效果好、对系统适应性强等优点，是实现新型接地方式较为理想的设备。

参考文献：

[1]要焕年.法国电力公司中压电网中性点改用谐振接地方式的实践经验[J].电网技术，，22(4).

[2]ClerlavilleJP，JustonPH，ClementM.Extinguishingfaultswithoutdisturbances-compensationcoilself-clearsthreeoffourfaults[J].Transmission&DistributionWorld，，8.

[3]许颖.城市配电网中性点接地方式和绝缘水平.中国电力科学[7]尹忠东，程行斌，刘虹.可控电抗器在电网电容电流自动补偿中的应用[J].高电压技术，，22(3).

[8]龙小平，叶一麟.连续可调消弧线圈[J].电网技术，1997，21(2).

篇3：变压器运行中短路损坏的原因分析

××220k V变电站, 共有4台220k V变压器运行, 其中#4主变一回35k V出线为高耗能用户, 该用户距变电站大约600m。用户厂内一炉变开关柜发生三相短路故障, 大约80ms用户侧进线开关速断保护跳闸切出故障。该35k V出线设置的保护为限时速断, 动作时间大约为300ms, 故本次故障未动作。故障切除后大约120ms, #4主变压器重瓦斯和差动保护动作, 跳开#4主变三侧开关。#4主变低压侧记录故障电流为19.4k A, 故障线路记录故障电流约20k A。该台主变型号为SFSZ10-240000/220, 变压器容量为240/240/120MVA, 出厂日期为2011年1月1日, 于2011年4月18日投入运行。故障发生后, 试验人员结合故障所经历的不良工况特点, 对故障前后该变压器的绝缘油色谱、直流电阻、电压比、频响法绕组变形及低电压短路阻抗等项试验的测试结果进行了对比分析。

1 试验情况

1.1 绝缘油色谱测试

按照规程要求, 试验人员对该变压器投运后第4天、第10天、第30天绝缘油色谱均进行了检测, 试验结果均合格。故障退出运行后, 1小时左右油色谱数据即出现异常, 乙炔 (C2H2) 值已达23.28μL/L, 远超过标准规定的5μL/L, 初步判断内部存在放电性故障。6小时后取样分析各组分含量发生明显变化。10小时后各组分含量基本稳定, 其下部所测乙炔 (C2H2) 、乙烯 (C2H4) 值分别达到60.03μL/L、40.85μL/L。二氧化碳 (CO2) 与一氧化碳 (CO) 含量的比值约为1.85。按照“当怀疑故障涉及到固体绝缘材料时 (高于200℃) , 可能CO2/CO<3”[1]判断, 变压器内部发生了涉及固体绝缘材料的放电故障。

1.2 绕组直流电阻测试

该变压器故障后的绕组直流电阻测试结果与交接试验值对比如表1所示。表1中, 将低压侧绕组直流电阻交接试验值按照故障后试验时的温度进行了换算。由表2可以看出, 故障后低压侧三相绕组的直流电阻较交接试验时均出现了明显变化, 其中低压b相绕组的直流电阻变化率达到了46.78%。这表明, 该变压器低压侧三相绕组出现严重的损坏, 其中尤以低压b相绕组断股最为严重。

1.3 低压短路阻抗测试结果对比

低压短路阻抗测试结果与交接试验值对比如表2所示。由低压短路阻抗测试结果可以看出, 该变压器中压对低压的各单相短路电抗较交接值分别增大了3.02%、3.0%、3.46%。从三相“中-低”阻抗数据出现3%左右的一致性偏差看 (这个偏差中含试验偏差) , 变压器绕组可能已产生共性变形。

1.4 电压比测试

该变压器故障后的电压比测试结果如表3。标准规定“35k V及以上电压等级电力变压器, 其额定分接电压比允许偏差为±0.5%, 其它分接的电压比应在变压器阻抗电压值 (%) 的1/10以内, 但偏差不得超过±1%”。由表3看出, 该变压器高压对中压、中压对低压及高压对低压的各相间电压比均出现了超过标准规定的正偏差, 其中高压对低压的各相间电压比偏差最大, 如高压AC相与低压ac相间的电压比的偏差已高达13.61%。这表明该变压器低压绕组出现了严重的匝间短路, 同时中压绕组也出现了匝间短路。

结合油色谱分析、低电压空载、变比、绕组直流电阻等多项试验, 判断变压器已经发生了低压导电回路损伤, 该损伤导致了绕组的短接故障、导电回路的熔蚀损伤。

2 原因分析

6月22日, 对该台故障主变压器进行返厂解体分析。

通过解体发现, B、C相绕组发生严重的轴相绕组变形, 并且存在绕组匝间短路及断股, 与试验检查结果完全一致。

通过现场分析, 发现该变压器的制造工艺存在缺陷, 具体体现在:

(1) 三相绕组的高度存在不一致的问题, 故障后实测b相低压线圈存有20mm未压实空隙, 现场对没有故障的每相3/4高度进行了测量a相高度1226mm, b相高度1225mm, c相高度1220mm, 由此判断出三相低压线圈存在未压实情况。从轴向高度尺寸可以看出, 厂家对变压器生产过程中的工艺控制存在缺陷。

(2) 从现场解体情况看, 厂家所用的自粘换位导线, 没有充分粘合, 变压器绕组辐向没有出现明显的变形, 表明导致变压器绕组变形的主要原因是变压器绕组的轴向失稳, 变压器的上端压紧结构损坏, 导致线圈a、c相匝间出现短路。

由此得出的结论是:该型变压器存在严重的设计、制造缺陷, #4主变压器耐受短路冲击的能力不足是本次主变压器损坏事故的唯一原因。

3 结束语

3.1 该变压器的故障实例表明, 对于新入网的变压器应加强管理, 实现对设备的全过程技术监督, 在技术协议书中对设备的抗短路能力做出明确的要求, 并要求提供同型号变压器的抗短路能力型式试验报告。要求变压器厂家加强制造过程的工艺管控, 提升变压器的制造水平, 并随设备提供有效的计算报告。

3.2 设备运维单位应同时在技术和管理上采取有效措施, 通过在变压器低压侧加装电抗器, 加强用户设备管理等手段, 改善变压器的运行条件, 减少外部短路对变压器的冲击。运行中变压器在承受近区或出口短路后, 应综合考虑短路电流的大小、次数和短路耐受能力, 及时进行油色谱分析和绕组变形试验, 准确掌握变压器的健康水平。

参考文献

篇4：车床变压器损坏原因的检修经验

所示。

在维修CA6140车床时,遇到了两例烧毁车床变压器的故障。两个变压器都烧毁得非常严重,更换变压器时发现电源总开关QF推不上,经检查FU6熔断器损坏,再次闭合电源开关QF,能推上闸,电源指示灯及工作灯能发光。停电更换FU6熔断器,再闭合QF,仍然跳闸,经检查FU6熔断器再次损坏。经分析断定控制电路KM1、KM2、KM3电路肯定有短路的地方。分析车床的动作原理,发现冷却泵电动机和主轴电动机存在顺序启动,只有主轴电动机工作后,冷却泵电动机才能启动,为此判定短路故障不可能出现在KM2线圈的支路上,只会出现在KM1、KM3线圈支路上或KM1、KM2、KM3三个线圈支路的公共线路上。

按照电路的组成:电源、用电器、开关及保护电器、连接导线规律,首先断定电源无故障,因为电源指示灯和工作灯能正常发光;取下FU6熔断器,用万用表的电阻挡检测KM1、KM2、KM3线圈阻值,均正常,说明用电器也正常;开关及保护电器仅有SB1、SB2、SB3及FU6,经检查SB1、SB2正常,是不是SB3出现短路呢?用万用表检测电阻,发现R01=0、R04=0,不正常,正常阻值应为∞。因为FU6熔体已取下,相当于表笔一端在0号线、一端悬空。至此判定是1号线或4号线短路搭铁。经逐个检查最终找到是SB3上连接的4号线因脱落搭铁所致。连接好SB3,更换熔断器,试车一切正常。

究竟是什么原因导致烧毁变压器呢?笔者感觉自己有责任有义务探明原因,防止此类故障再次发生。笔者所在的单位是一个以培养技术工人为主的技师学院,学院“普车”专业有80多台车床。为了防止刀架快速移动时伤到初学者,大部分实习指导教师都要求学生尽量不用“快速移动”功能,有的实习教师为减少安全事故的发生竟然把SB3两端的连接导线拆掉。拆掉SB3的两个线头后,有经验的实习老师会用绝缘胶布把铜线线头包好,不会出现短路故障;部分实习教师操作轻率、敷衍了事,铜线线头绝缘处理不好,有铜线外露,才导致上述短路故障。

还有一个原因,是由于SB3装在进给操作手柄内,学生闲来无事容易扳动进给手柄玩耍,也易使SB3连接线脱落。

但从另一个方面考虑,控制线路一般都设计的非常完善,线头脱落搭铁引起的短路故障,应当是在FU6熔断器先损坏而起到保护作用,不应当烧毁变压器。

FU6熔断器规格为1A,快速移动及冷却泵电动机所用的继电器都是JZ7-44,主轴电动机用的是CJ10-20接触器,正常运行时,FU6熔断器熔体上经过的电流约为0.2A。熔断器具有反时限特性:熔断器熔体的熔断时间随流过熔体电流的增大而减小。根据对熔断器的要求,熔体在额定电流IN下绝对不允许熔断,熔断器的熔断电流IS与熔断时间t关系见下表。

由上表可以看出,出现搭铁故障时,若短路电流在5A以下(已是线圈电流的25倍),熔体根本就不会熔断,若短路电流超过10A,熔体才会立刻熔断。SB3线头脱落搭铁后短路,线头露铜部分会产生电弧,烧焦裸露铜线,生成氧化铜,增加接触电阻。由于搭铁时间及次数的不确定性,致使电源变压器经过一次又一次的大电流冲击,破坏变压器铜线绝缘,最终导致烧毁。

维修启示:在维修过程中,操作者要慎重对待熔断器熔体损坏故障,不能简单地更换熔体了事;要知其然更要知其所以然,查明损坏元器件的原因,并做好维修记录。更换元件要慎重,经常反思维修实例,总结维修中易出现的问题,提高自己的维修技能。

篇5：变压器运行中短路损坏的原因分析

(一)绝缘损坏 1.线圈绝缘老化

当变压器长期过载，会引起线圈发热，使绝缘逐渐老化，造成匝间短路、相间短路或对地短路，引起变压器燃烧爆炸。因此，变压器在安装运行前，应进行绝缘强度的测试，运行过程中不允许过载。

2.油质不佳，油量过少

变压器绝缘油在储存、运输或运行维护中不慎而使水分、杂质或其他油污等混入油中后，会使绝缘强度大幅度降低。当其绝缘强度降低到一定值时就会发生短路。因此放置时间较长的绝缘油在投入运行前，必须进行化验，如水分、杂质、粘度、击穿强度、介质损失角、介电常数等项。运行中，也应定期化验油质。发现问题，应及时采取相应的措施。3.铁芯绝缘老化损坏

硅钢片之间绝缘老化，或者夹紧铁芯的螺栓套管损坏，使铁芯产生很大的涡流，引起发热而使温度升高，也将加速绝缘的老化。变压器铁芯应定期测试其绝缘强度(测试方法和要求与线圈相同)，发现绝缘强度低于标准时，要及时更换螺栓套管或对铁芯进行绝缘处理。4.检修不慎，破坏绝缘

在吊芯检修时，常常由于不慎将线圈的绝缘和瓷套管损坏。瓷套管损坏后，如继续运行，轻则闪络，重则短路。因此，检修时应特别谨慎，不要损坏绝缘。检修结束之后，应有专人清点工具(以防遗漏在油箱中造成事故)，检查各部件、测试绝缘等，确认完整无损，安全可靠才能投入运行。此外在检修时更要注意引线的安全距离，防止由于距离不够而在运行中发生闪络，造成事故。内容来自

(二)导线接触不良

线圈内部的接头、线圈之间的连接点和引至高、低压瓷套管的接点及分接开关上各接点，如接触不良会产生局部过热，破坏线圈绝缘，发生短路或断路。此时所产生高温的电弧，同样会使绝缘油迅速分解，产生大量气体，使压力骤增，破坏力极大，后果也十分严重。导线接触不良有以 下原因：

篇6：变压器运行中短路损坏的原因分析

1 关于电力系统中变压器的相关分析

电力变压器的技术基础是电力电子技术, 工作原理是原方通过电力电子电路将工频信号转变成高频信号 (升频) , 再利用中间高频将变压器隔离、耦合至副方, 最后将其还原为工频信号 (降频) [1]。采取合适的控制方案能够实现对电力电子装置的控制, 进而把一种频率、波形、电压的电能转化为另一种频率、波形及电压的电能。然而, 铁芯材质的饱和磁通密度、铁芯与绕组间的最大允许温差将直接决定着中间隔离变压器的体积, 工作频率又与饱和磁通密度成反比例关系, 如此便能使铁芯的利用率得到提高, 进而实现减小变压器体积、提高整体工作效率的目的。

2 增强电力变压器抗短路能力的方法

变压器能否发挥其最大效力与其自身的质量、运行环境及检修程度有着紧密的联系。在电力系统的运行中, 由于继电保护误动、雷击等原因极易造成短路, 而短路电流的强大冲击, 则会损坏变压器, 故必须努力提高变压器的抗短路能力。据相关资料统计, 变压器短路冲击事故的发生, 超过80%的原因是变压器本身的制造质量, 有10%是运行与维护方面的原因。所以, 在电力系统的运行中, 应加强对电网的维护, 以减少短路次数, 从而减少变压器的受冲击次数。

2.1 重视设计, 认真做好线圈制造的轴向压紧工作

在设计变压器时, 不但要把变压器的损耗降低, 以提高绝缘水平, 还要注重对变压器机械强度及抗短路能力的提高。在制造工艺上, 大多变压器均是采用绝缘压板的方式, 高低压线圈使用的是同一个压板。采取这种设计结构, 对制造工艺水平的要求较高, 先是密化处理垫块, 完成线圈加工后, 还要对单个线圈予以恒压干燥处理, 然后把线圈压缩后的高度测量出来;同一个压板的线圈, 在经过处理之后, 还要将其调整至相同的高度, 然后在总装时采用油压装置对线圈施加相应的压力, 使其满足设计要求的高度。在开展总装配工作的过程中, 不但要压紧高压线圈, 还要严格控制低压线圈的压紧情况。此外, 由于径向力的因素, 内线圈会朝着铁心方向挤压, 所以内线圈和铁心柱间的支撑必须加强。比如, 可增加支撑条的数量、用厚实的纸筒作线圈骨架等, 将线圈的径向动稳定性能提高。

2.2 积极开展变压器短路试验

大型变压器能否安全、可靠地运行与多方面的原因有关。变压器本身的结构及制造工艺是影响其运行的最主要因素, 运行过程中对设备的各种试验, 也是一个重要因素。因此, 为了对变压器的机械稳定性有更好的了解, 应积极开展变压器短路试验, 然后根据其薄弱环节进行改进, 以保证变压器的结构强度。

2.3 采用可靠的继电保护

电力系统在运行中经常发生短路故障, 常见的诱发原因主要有小动物进入、外力或用户责任、10kV线路操作失误等。为了尽可能地减少短路故障的发生, 已投用的变压器应使用可靠的供保护系统提供的直流电源, 这样才能保证保护动作的正确性。现阶段, 运行中的变压器在抗外部短路方面的强度仍较低。系统短路故障在跳闸后出现的自动重合或强行投运现象, 应及时发现不利因素予以解决, 不然会使变压器的受损程度加剧, 最终无法修复。当前已有不少运行部门能够根据短路故障能否快速自动消除的概率, 而取消了重合闸在近区架空线或电缆线路中的应用, 还有些运行部门则采取了延长间隔时间的方法来减少重合闸可能造成的危害, 并增加了对短路跳闸的变压器的试验检查次数[2]。在试验过程中, 应对遭受短路电流冲击的变压器做好认真记录, 并将短路电流的倍数计算出来。

2.4 增加对变压器绕组的变形测试诊断次数

一般情况下, 如果变压器受到了短路故障电流的冲击, 绕组则会发生局部变形, 甚至留下故障隐患, 常见的主要有以下几种情况:第一, 绝缘距离发生变化后, 固体绝缘会受到损伤, 进而造成局部放电事件发生;一旦受到雷电压的作用, 很容易出现匝间或饼间击穿的情况, 甚至引起突发性绝缘事故;第二, 当绕组机械性能下降后, 若再遇到短路事故, 则会由于无法承受强大的电动力而被损坏。因此, 必须增加对变压器绕组的变形测试诊断次数, 以利于及时发现变压器存在的问题, 然后根据实际情况对其进行及时的检修, 能有效避免变压器事故的发生, 还为后期的工作节省了大量成本。

响应法频率响应分析法, 简称FRA, 是较先进的绕组变形诊断方法之一。即使是较微弱的绕组变形, 它也能检测出来, 且抗干扰能力较强。于绕组一端处增加频率不同的电压信号, 然后利用数字化设备对绕组两端的电压信号进行检测, 做好详细记录, 即可算出传递函数的值。两端口网络内的元件及连接方式, 决定着传递函数的零点与极点分布情况。在10KZ~1MHZ的频率范围内, 变压器存在许多谐振点。如果频率在10KHZ以下, 绕组的电感起主导作用, 则谐振点会较少, 则对分布电容不敏感;如果频率在1MHZ以上, 绕组电感则会受分布电容影响, 谐振点会也较少, 对电感也不够敏感, 且频率如果升高, 测试结果会受到较大影响。所以, 要想获得更理想的测试结果, 最好是选择10KZ~1MHZ频率范围及约1000个的线性分布扫描点。因为在该种情况下, 绕组内部的分布电感及电容均会发挥出最佳的效力, 且频率响应特性也会出现大量的谐振点, 进而可以对绕组的电感、电容变化作出如实的反映。

结束语

随着科学技术的不断更新, 对于电力系统的运输保证工作, 也实现了技术上的保证。在电力系统的运行以及电力能源的传递过程中, 变压器所担负的工作环节, 不仅能够做到电力资源的电压转换, 同时也保证对于电力能源的传送功能, 实现电力能源更加合理的电压转换功能, 促进电力能源传输上的安全运输功能。而电力系统变压器的工作性能, 直接关系到电力能源的运输功能, 在保证电力资源的高质量、安全、平稳传输能力的同时, 对于整个电力系统的工作性能, 有着重要的保证作用。这就需要提高变压器的抗短路能力, 并实现高效率的解决措施, 提高变压器应对短路情况的出现, 避免发生电力系统的工作故障, 造成不必要的经济损失。

摘要：电力系统在国家经济建设中, 担负着重要的能源支持工作, 而如何能够保证电力能源的安全供给, 就需要提升在电力系统中的变压器工作能力, 通过技术更新, 实现对于电力系统中变压器抗短路能力的提高, 并对于变压器的所能够出现的工作问题, 实现科学的应对措施。

关键词：电力系统,变压器抗短路,能力分析,具体措施

参考文献

[1]谢秀华.提高电力系统中变压器抗短路能力的措施[J].科技创业家, 2012 (10) :143.

篇7：变压器运行中短路损坏的原因分析

【关键词】电力系统；变压器；短路

在电力系统中，变压器主要起到改变电压，传导、分配电能的重要作用。它是电力系统能够安全、经济工作的基础。但随着变压器在电力系统中应用得越来越广泛，变压器的短路问题也越发地引起人们的注意。当发生短路故障时，从绕组中经过的短路电流有可能烧坏绝缘体。与此同时，电动力会极大地冲击绕组，使其变形，失稳从而损坏变压器，最终对电力系统的正常工作造成极大危害。因此，提高电力系统变压器的抗短路能力极其重要。

一、在制作变压器方面提高抗短路能力的措施

1.变压器设计方面。①应对变压器短路时产生的动态机械力进行研究，使变压器的设计更符合短路时对内绕组和外绕组受到机械力的冲击的分布和大小的实际情况。电力变压器中性点运行方式的不同导致短路造成损失的不同。而短路初期，电流的强弱、方向和过程的不同也会使动态机械力有所不同。因此，设计变压器时，以上各因素应得到设计者的重视。

②应选择适合的结构。从过往变压器的短路事故中可以看出，内绕组受到机械力的冲击要大于外绕组，损坏的程度较严重。由此，在变压器进行设计时，应注意内绕组的结构，使其受轴向压力的稳定性有所提高。目前，变压器采用的压板多是脆性材料的层压木。为了避免层压木分担轴向力作用于压钉的压力，应尽量加大压钉的底面积。此外，变压器的整体结构也要慎重考虑，变压器可能会在运输过程中出现损坏情况，要想在试验站试验合格，难度就不可能不增加。因此，每一台变压器在整体设计上都应该将运输问题考虑进去。

2.变压器工艺方面。首先，对变压器的绝缘垫块进行预密化，将绝缘垫块的收缩率降到最低，避免出现漏电等现象。其次，绕组绕制应采取相对有效的拉紧导线装置，使线饼紧密。绕组在制作完成后，还需进行干燥，使其尺寸保持稳定。对于内绕组和铁心间的空隙应塞入用进口纸板做成的绝缘硬纸筒，中低压和高中压绕组间则应增加一定量的绝缘长撑条。

3.變压器造型方面。变压器设备在低压侧的配件如开关等，应该尽量选择绝缘水平高，能够在施工以及投入使用后全程运行的设备，从而减少出口发生短路的概率。电力系统的各部门需要购进变压器的时候，应尽量避免选择自耦变压器。此类变压器的高中压绕组存在电路的直接相连，抗短路能力较差，并且此类变压器还存在传递过电压倍数较高，保护的灵敏度相对较低的缺点。

二、变压器投入使用时提高抗短路能力的措施

1.变压器短路试验，预防风险。变压器的结构设计，材料特性和制造水平是电力系统中变压器抗短路能力强弱的主要影响因素。但在正常使用中，对变压器进行的各种试验也有其重要性，通过它们能够及时掌握变压器的实际情况，这也就避免了变压器因外部原因造成故障。对变压器进行短路试验，可以对设备的机械稳定性进行了解。针对动态机械力冲击抗性薄弱的地方进行加固、改善，从而减少短路产生时的损失，并在变压器设计时，对结构强度有所帮助。

2.变压器绕组的变形测试应引起重视。变压器发生短路故障时并不是每次都会立即损坏，但变压器中的绕组是一定会受到故障电流的冲击，使其变形，变得不稳定，从而给变压器留下严重的隐患。因此，变压器绕组的变形测试应引起重视，经常进行测试，以确保及时发现存在隐患的变压器，按部就班地进行检修，这不仅可节省出现损失后对变压器进行维修的大量人力、物力，也对整个电力系统的正常运行，防止出现重大经济损失有极其重要的作用。

3.续电保护和直流电源的可靠性尤为重要。变压器的短路故障是迄今为止竭尽全力要阻止却又无法绝对阻止的事故。特别是10KV线路，用户的不负责任、流浪猫狗的误入，不规范的操作都会使短路故障成为可能。由此，对于已经投入使用的变压器，具有供保护系统使用的直流电源是保证变压器不发生短路事故的首要前提。从以往的短路故障中可以看出，变压器在外部短路抗性较差的情况下，变压器出现短路跳闸后的强行启动运行有时反而会使其损坏加重，甚至使其报废，无法修复再使用。鉴于此，一些部门在使用变压器时，会根据短路故障是否能瞬间自动消除的几率，对近区架空线或电缆线路取消重合闸或是延长合闸的间隔时间，从而削弱因重合闸不成而带来的危害。

4.变压器的安装与运行维护检查必须严格认真。在实施变压器的安装时，安装人员必须严格认真地按照变压器的说明以及相应规范进行施工，不可因毛躁不负责任等问题使变压器的质量不过关。在施工过程中发现的隐患应及时进行排除。在变压器正式投入使用后，对其的检查和维护保养管理工作必须经常进行，以确保变压器能一直处于正常良好的状态，对于出口和近区短路故障出现的可能性也应时刻警惕。

电力系统中变压器抗短路能力的缺失导致的电力设备以及电网事故，都会造成极其重大的经济损失。现今，这一难题已经引起了相关电力部门和变压器制作单位的重视，变压器抗短路能力的提高也成为科技工作者通过不断研究必须跨过的一大难关。现今，变压器在设计、工艺、造型、运行以及维护方面都还存在着大量问题，为了提高变压器抗短路能力，这些问题都该引起相关人员的重视，这对于电力系统整体的运行质量具有极其重要的意义。

参考文献：

[1]夏一峰.浅议电力系统中变压器抗短路能力提高[J].科技风，2010（5）.

篇8：电力变压器短路故障的原因

1、电流引起的短路故障。

短路电流的热效应会致使变压器元件之间的绝缘层过热破坏, 引起绝缘故障, 如果变压器突然发生短路, 在它是高低绕组会同时产生数倍于额定位数的电流, 产生的热量很大, 是变压器发热情况比较严重, 当变压器的热稳定性较差, 绝缘材料会严重受损被击穿, 最终导致变压器是损坏比较严重。

2、过热性故障。

变压器内部的元器件都有可能发生局部过热, 引起局部过热的原因有很多, 主要是载流导体的接触不好、螺栓连接的螺栓发生松动, 当接触电阻过大会引起绕组的线饼的温度升高发生故障;变压器的漏磁场在引出线或者元器件结构中形成环流;变压器是漏磁屏蔽的结构设计不当, 在变压器内部形成涡流损耗局部集中;变压器的铁芯发生短路或者铁芯结构设计不合理引起变压器元器件发生局部过热。元器件的局部过热主要是由于结构设计过程中对漏磁场的处理措施不完善, 变压器本身的结构设计不合理或者变压器的构件质量不符合要求。

3、出口故障。

由变压器出口短路引起变压器内部故障的原因比较多, 与变压器材质、结构设计和工艺水平等因素有关, 主要是与电磁线的选择有关。通过分析发现有以下几个原因, 第一, 在变压器运行的过程中会有重合闸过程, 如果短路电没有消失, 在极短的时间内会受到第二次短路冲击, 由于第一次冲击变压器绕组的温度很高, 绕组的抗短路能力下降十分明显, 这时候会引起变压器的重合闸故障, 这也是为什么重合闸屡次发生故障的原因;第二电压器的连接导线采用普通的换位导线, 抗机械强度相应地降低, 在遇到短路机械力时很容易出现变形、散股等现象或者电流过大, 换位爬坡比较陡, 就会在换位导线形成巨大的扭矩, 发生扭曲变形进而出现故障;第三, 变压器的绕组比较松散、换位和纠位爬坡处理措施不到位或者过于单薄, 会造成电磁线悬空;第四, 在绕组预紧力不均匀, 短路冲击会造成线饼的不规则运动, 由于弯应力过大而使变压器绕组发生变形。

二、变压器电力故障的处理措施

电力变压器是整个电力供电系统的核心之一, 如果发生故障, 会影响到该区域的供电, 必须要采取相应的措施和方法来完善变压器, 减少短路故障的发生频率。

1、技术措施。

完善整个变压器的结构设计, 对变压器的工艺和材质予以充分考虑, 在关键部位预留一定的裕度, 保证变压器的可靠性。在变压器的设计过程中做好变压器的抗短路能力的设计, 必须考虑高温对变压器元器件的影响, 尤其是关键部位要做好抗短路能力的计算和校准工作。变压器的绕组要使用独立的调压绕组结构, 换位导线禁止使用普通的导线, 要在变压器的生产过程中, 选用先进的生产工艺, 保证变压器的质量。

在具体电网中要根据电网的实际需求, 选用合适的变压器型号和容量, 所选用的变压器要经过严格的实验工作, 保证各项性能都符合该电网的需求。变压器在安装过程中要使用专业的安装人员进行施工, 保证变压器的安装质量, 避免安装中出现错误, 引起变压器出现短路故障。在变压器的运行中要重视重合闸和强行投运情况, 他们都可能加剧变压器的损坏, 可以采取将重合闸的重合时间延长, 这样会减少对变压器的损坏。由于变压器工作环境的和工作条件的特殊性, 必须要做好变压器的防雷接地做事, 避免雷击对变压器造成出口短路故障。

2、加强变压器的管理工作。

首先要加强变压器的运行管理, 将发现的设备故障或者存在的问题、缺陷要采取相应的措施及时解决, 确保变压器处于安全的工作状态下。其次, 要严格控制变压器的运行时间, 禁止变压器出现超时和超期运转, 同时也要做好变压器的设备维修和养护工作, 保证变压器处于干净的工作环境, 定期对变压器做好耐压和绝缘测试工作, 掌握变压器的当前运转情况, 有助于减少短路故障的发生。最后是为变压器配置可靠的保护系统, 保障变压器的工作状态, 建立目的性极强的保护措施, 能够减少变压器发生故障的可能性, 间接地提高变压器的使用寿命。对于新投入使用的变压器要做好变形测试, 保留相关的测试数据, 可以作为以后判断变压器遭受出口短路冲击之后, 判断变压器变形程度的依据, 会节省大量的人力、物力和财力。

3、建立科学合理地电网规划。

加强变压器的科学管理, 合理安排变压器的运行, 减少短路电流和出口短路对变压器的破坏, 保障电力系统的正常运行。

三、结语

在电力变压器的运转工作中, 造成故障和事故的原因比较多。只有科学合理地设计变压器结构和使用正确的安装工艺, 以及加强变压器运行的管理养护工作, 及时解决运行过程中出现的问题, 才能够从根本上减少短路故障发生的几率, 实现我国的安全用电。

参考文献

[1]姜毅:《一起110kV主变压器短路故障的发现与故障查找》, 《重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集》, 2010, (10) 。

篇9：变压器运行中短路损坏的原因分析

【关键词】变压器；短路；处理

变压器在电力系统中承担着电压变换，电能分配和传输，并提供电力服务的功能，是电力系统的“心脏”，因此，其正常运行与否对电力系统的安全、可靠、优质、经济运行有着重要影响，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，故障和事故不可能完全避免，近年来，随着我国电力系统发电容量的不断提高，变压器的利用率也在逐年上升，随之而来的变压器突发短路冲击后损坏几率大增，据不完全统计，已占全部损坏事故的40%以上。变压器一旦发生短路故障，强大的短路电流将造成严重危害，影响电网及设备安全运行。基于此，本文就变压器运行中的短路故障进行相关探讨，以供广大同仁参考借鉴。

１．变压器短路故障现象

变压器突然发生短路现象时，变压器的高压绕与低压绕组可能会同时通过高于额定值十几倍的短电流，使得变压器产生很大的热量，造成变压器的击穿损毁事件。一般而言，变压器出口短路的类型主要有如下几种，即单相接地、两相接地短路，两相短路，三相短路等。据相关统计资料显示，在中性点的接地系统中，单相接地短路约占所有短路故障的65%，两相地短路为15%～20%，两相短路约为10%～15%，三相路约为5%，当变压器为三相短路时电流值最大。如忽略了系统的阻抗对短路电流的影响，那么三相短路可以表达为：

I■■=U/■Z■,Z■=I■/U■

式中，I■■——三相短路电流；U——变压器接入系统额定电压；Z■——变压器的短路阻抗；I■——变压器的额定电流；U■—— 变压器的短路电压百分数。

对于变压器而言，高压对中、低压的短路阻抗通常在10%～30%之间，而中压对低压的短路阻抗通常在1O%以下。因此，当变压器一旦发生短路故障，强大的短路电流会导致变压器绝缘材料受热损坏，而由此产生的电磁力将是正常状态的上百倍，从而使得线圈、紧固件、铁芯等都受到很大的冲击力，具体表现为：1)线圈发热向外膨胀变形，甚至烧毁发生火灾或爆炸；2)线圈上下串动；3)油道松动；4)铁芯变形、松动，冲片之间接缝变大，呈现鼓肚现象；5)端部绝缘破裂；6)导线绝缘受损伤；7)铜铝接头断裂，焊缝断裂等。

2.变压器短路故障原因分析

变压器短路故障原因错综复杂，主要因素包括变压器本身的结构设计、原材料质量、工艺水平以及实际运行中的各种突发情况等，其中最重要的是电磁线的选用。结合实践经验，笔者认为造成变压器短路故障的原因主要有如下几方面：

1)基于变压器静态理论设计而选用的电磁线，与实际运行时作用在电磁线上的应力差异较大。2)变压器生产之前的程序计算是建立在漏磁场的均匀分布等理想化的模型基础之上的，这与事实不符，从而导致交变漏磁场所产生的交变力延时共振，最终会造成处在铁心轭部等对应部位内部的线饼首先变形。3)抗短路能力计算时没有考虑温度对电磁线的抗弯和抗拉强度的影响。按常温下设计的抗短路能力不能反映实际运行情况，根据试验结果，电磁线的温度对其屈服极限影响很大，随着电磁线的温度提高，其抗弯、抗拉强度及延伸率均下降，在250°C下抗弯抗拉强度相较50°C时，下降约10%以上，延伸率则下降40%以上。而实际运行的变压器，在额定负荷下绕组平均温度可达105℃，最热点温度可达118°C。变压器运行时均有重合闸过程，因此若短路点一时无法消失，将在很短时间内(0.8s)连续承受第二次短路冲击，但由于受第一次短路电流冲击后，绕组温度急剧增高，此时绕组的抗短路能力己大幅下降，再承受第二次冲击，就增大了短路故障发生几率。4)换位导线选材质量得不到保证。采用了抗机械强度差的普通材料，难以很好地保证变压器短路时承受短路机械力的能力，从而出现严重变形、散股、露铜现象。5)绕组线匝或导线之间未固化处理，抗短路能力差。早期经浸漆处理的绕组无损坏。6)绕组的预紧力控制不当造成普通换位导线的导线相互错位。7)套装间隙过大，导致作用在电磁线一E的支撑够，这给变压器抗短路能力方面增加隐患。8)作用在各绕组或各档预紧力不均匀，短路冲击时造成线饼的跳动，致使作用在电磁线上的弯应力过大而发生变形。9)外部短路事故频繁，多次短路电流冲击后电动力的积累效应引起电磁线软化或内部相对位移，最终导致绝缘击穿。10)变压器制造中匝问绝缘存在缺陷，局部电场强度过大。

3.变压器短路故障预防及处理策略

3.1.1做好方案优化工作

优化设计。把握好产品的质量是根本，这就需要生产商家在设计变压器时应充分考虑其使用性能，将抵抗短路作为一项重要的参考指标进行改进。由于很多变压器都采用了绝缘压板，且高低压线圈共用一个压板，该结构要求要有很高的制造工艺水平，应对垫块进行密化处理，在线圈加工好后还要对单个线圈进行恒压干燥，并测量出线圈压缩后的高度；同一压板的各个线圈经过上述工艺处理后，再调整到同一高度，并在总装时用油压装置对线圈施加规定的压力，最终达到设计和工艺要求的高度。在总装配中，除了要注意高压线圈的压紧情况外，还要特别注意低压线圈压紧情况的控制。

3.1.2 强化检查工作

企业在采购了一批变压器设备后，在投入使用前要对产品进行试验检测，检查过程中要对变压器设备实施多方面的试验，从性能参数、设备结构、内部材质等方面综合考察，确保变压器能够满足电力设备的运行要求。这是降低短路问题的重要策略。

3.1.3 强化保护工作

在系统运行时若发生短路故障，继电保护能尽快做出判断，提前切断变压器电源，预防短路带来的问题，是防范短路的重要装置。企业对于目前使用的继电保护装置，要做好改进处理，并安排专业人员进行定期检查，这些都是短路故障控制的策略，能够优化电力系统的内部结构形式。

3.1.4 强化处理

掌握先进的处理方式能够把短路造成的损失降至最低，对此，企业必须要借助于各类专业人才的运用。绕组变形是变压器短路的主要表现，在处理变形问题上要积极更新方式，掌握好先进的处理技术满足不同的设备要求，从而增强变压器设备的抗短路性能。

3.2 重视相关方面事项

3.2.1绝缘方面

改善绝缘性能不但有助于设备运行的需要，还能维护系统运行的安全。在处理变压器故障时，要加强对设备绝缘性能的检测，从而有效避免漏电、失电问题导致的故障。故障处理过程中，需要采取新型的绝缘材料，并把握好变压器的安装位置。

3.2.2 时间方面

在开展各项检查时要掌握好时间，对于其内部注油之后要在1d内尽快观察，以掌握最准确的变压器情况。此外，为防止故障问题不断加重导致电力设备的损坏。在处理故障时要尽可能在几小时内把握好故障处理。

3.2.3材料方面

使用材料时主要是关注绕组材料的使用性能。为保证各项设备结构的协调运行，对于绕组材料的选择要结合变压器的型号来决定。在绕组材料的挑选上通常都要保持足够的机械强度，将各支撑结构体系相互稳固起来，提高绕组材料的使用效率。

3.2.4 干燥方面

一般而言，变压器受短路冲击后的维修工作需要一定的时间，因此，为防止变压器受潮，可采取如下两种措施：一是在每天收工前将变压器扣罩，使用真空泵对变压器进行抽真空，以抽去变压器器身表面的游离水，第二天开工时。使用干燥的氮气或干燥空气解除真空，一般变压器在检修后热油循环24h即可直接投入运行；二是每天收工后，对变压器采取防雨措施，在工作全部完工后，对变压器采用热油喷淋法进行干燥，这种方法一般需要7～10d的时间。

【参考文献】

［１］王常勇.变压器短路故障的分析及处理[J].黑龙江科技信息，2011（16）：14.

［２］郑平.变压器的短路分析与预防措施[J].硅谷，2011（3）：105.

篇10：变压器短路故障的分析及处理

关键词：变压器,故障分析,短路

变压器故障中比较多的是变压器短路故障, 比较常见的是变压器出口短路和内部元件对地短路及相间发生的短路。变压器正常运行中受短路故障的影响, 遭受损坏的情况较为严重。变压器短路故障经常发生, 特别是变压器低压侧发生出口短路故障一般会造成变压器绕组变形, 严重时可能需要更换变压器绕组, 从而造成严重的经济损失并影响电网正常运行。处理变压器的短路故障, 首先要通过检查、试验找出问题实质所在;其次处理过程还应注意相关问题。具体过程如下:变压器突然发生短路故障, 变压器短路电流很大, 在保护装置不能断开断路器的短暂时间内, 短路电流在变压器的绕组上要产生很大的作用力, 这个力大小与电流平方成正比, 根据以上分析可知, 变压器发生短路故障后应重点检查绕组的变形情况。变压器绕组的绝缘电阻和吸收比的测量绝缘电阻试验是诊断变压器主绝缘性能的试验, 主要判断变压器由于物理和化学等作用及潮湿污秽等影响程度, 能够反映出变压器绝缘受潮、绝缘劣化和绝缘贯穿性缺陷, 是变压器能否投运的主要参考依据。额定电压在1000V以上的绕组用2500V或以上兆欧表, 额定电压在1000V及以下使用对应电压等级的1000V兆欧表。变压器故障主要从以下三个方面进行检查。

1 变压器短路事故的主要表现形式

变压器在短路故障时, 其损坏主要有以下几种特征及产生的原因。

1.1 辐向失稳。这种损坏主要是在轴向漏磁产生的辐向电磁力作用下, 导致变压器绕组辐向变形。

1.1.1 外绕组导线伸长导致绝缘破损。

辐向电磁力企图使外绕组直径变大, 当作用在导线的拉应力过大会产生永久性变形。这种变形通常伴随导线绝缘破损而造成匝间短路, 严重时会引起线圈嵌进、乱圈而倒塌, 甚至断裂。1.1.2绕组端部翻转变形。端部漏磁场除轴向分量外, 还存在辐向分量, 二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使绕组导线向内翻转, 外绕组向外翻转。1.1.3内绕组导线弯曲或曲翘。辐向电磁力使内绕组直径变小, 弯曲是由两个支撑 (内撑条) 间导线弯矩过大而产生永久性变形的结果。如果铁心绑扎足够紧实及绕组辐向撑条有效支撑, 并且辐向电动力沿圆周方向均布的话, 这种变形是对称的, 整个绕组为多边星形。然而, 由于铁芯受压变形, 撑条受支撑情况不相同, 沿绕组圆周受力是不均匀的, 实际上常常发生局部失稳形成曲翘变形。

1.2 轴向失稳。这种损坏主要是在辐向漏磁产生的轴向电磁力作用下, 导致变压器绕组轴向变形。

1.2.1 线饼上下弯曲变形。

这种损坏是由于两个轴向垫块间的导线在轴向电磁力作用下, 因弯矩过大产生永久性变形, 通常两饼间的变形是对称的。1.2.2绕组或线饼倒塌。这种损坏是由于导线在轴向力作用下, 相互挤压或撞击, 导致倾斜变形。如果导线原始稍有倾斜, 则轴向力促使倾斜增加, 严重时就倒塌;导线高宽比例大, 就愈容易引起倒塌。1.2.3绕组升起将压板撑开。这种损坏往往是因为轴向力过大或存在其端部支撑件强度、刚度不够或装配有缺陷。

2 变压器常见的故障分析

2.1 绕组故障主要有匝间短路、绕组接地、相间短路、断线及接头开焊等。

产生这些故障的原因有以下几点: (1) 制造工艺不良, 压制不紧, 机械强度不能经受短路冲击, 使绕组变形绝缘损坏。 (2) 绕组受潮, 绝缘膨胀堵塞油道, 引起局部过热。 (3) 绝缘油内混入水分而劣化, 或与空气接触面积过大, 使油的酸价过高绝缘水平下降或油面太低, 部分绕组露在空气中未能及时处理。 (4) 在制造或检修时, 局部绝缘受到损害, 遗留下缺陷。 (5) 在运行中因散热不良或长期过载, 绕组内有杂物落入, 使温度过高绝缘老化。

2.2 套管故障这种故障常见的是炸毁、闪烙和漏油, 其原因有: (1) 密封不良, 绝缘受潮劣比; (2) 呼吸器配置不当或者吸入水分未及时处理。

2.3 铁芯故障铁芯故障大部分原因是铁芯柱的穿心螺杆或铁轮的夹

紧螺杆的绝缘损坏而引起的, 其后果可能使穿心螺杆与铁芯迭片造成两点连接, 出现环流引起局部发热, 甚至引起铁芯的局部熔毁。也可能造成铁芯迭片局部短路, 产生涡流过热, 引起迭片间绝缘层损坏, 使变压器空载损失增大, 绝缘油劣化。运行中变压器发生故障后, 如判明是绕组或铁芯故障应吊芯检查。

2.4 瓦斯保护故障:

(1) 轻瓦斯保护动作后发出信号。其原因是:变压器内部有轻微故障;变压器内部存在空气;二次回路故障等。运行人员应立即检查, 如未发现异常现象, 应进行气体取样分析。 (2) 瓦斯保护动作跳闸时, 可能变压器内部发生严重故障, 引起油分解出大量气体, 也可能二次回路故障等。变压器自动跳闸时, 应查明保护动作情况, 进行外部检查。

2.5 油故障发现在正常条件下, 油温比平时高出10摄氏度以上或负载不变而温度不断上升, 则可判断为变压器内部出现异常。

主要为:内部故障引起温度异常。冷却器运行不正常所引起的温度异常。变压器在运行过程中油位异常和渗漏油现象比较普遍, 应不定期地进行巡视和检查, 其中主要表现有以下两方面: (1) 假油位:油标管堵塞;油枕吸管器堵塞;防爆管道气孔堵塞。 (2) 油面低:变压器严重漏油;工作人员因工作需要放油后未能及时补充;气温过低且油量不足, 或是油枕容量偏小未能满足运行的需求。

3 变压器运行中的检查

3.1 检查变压器夹件或螺丝钉松动情况。

3.2 检查变压器局部放电情况。

3.3 检查变压器绕组发生短路情况。

3.4 检查变压器外壳闪络放电情况。

3.5 应检查套管是否清洁, 有无裂纹和放电痕迹, 冷却装置应正常。

3.6 天气有变化时, 应重点进行特殊检查。

3.7 检查变压器上层油温是否超过允许范围。

3.8 检查油质, 应为透明、微带黄色, 由此可判断油质的好坏。

3.9 检查变压器的声音应正常。正常运行时一般有均匀的嗡嗡电磁声。

3.1 0 电网发生单相接地或电磁共振时, 检查变压器声音比平常尖锐, 出现这种情况时, 可结合电压表计的指示进行综合判断。

3.1 1 变压器过载运行时, 检查负荷变化情况, 监视测量仪表指针发生摆动, 且音调高、音量大。

4 变压器发生故障时, 处理之气味、颜色异常诊断

(1) 套管因为污损产生电晕、闪络放电现象。套管闪络放电会造成发热导致老化, 绝缘受损甚至引起爆炸, 而且会产生臭氧味。 (2) 冷却风扇、油泵烧毁会发出烧焦气味。 (3) 吸潮过度、垫圈损坏、进入油室的水量过多等原因会造成吸湿剂变色。 (4) 套管接线端部紧固部分松动或引线头线鼻子滑牙等, 接触面发生氧化严重, 使接触过热, 颜色变暗失去光泽, 表面镀层也遭破坏。 (5) 变压器漏磁的断磁能力不好及磁场分布不均, 会引起涡流, 造成变压器油箱局部过热, 引起油漆变色。 (6) 防爆管的防爆膜破裂会引起水和潮气进入变压器内, 导致绝缘油乳化及变压器的绝缘强度降低。

结束语

篇11：变压器运行中短路损坏的原因分析

【关键词】供配电；变压器；运行；技术分析

1. 目前城市电力系统发展情况

目前，电力系统作为现代城市建设发展的重要资源，是人们生产和生活方面，而且是各个地区及各个城市所依赖的重要设施。城市经济建设的迅速发展是与电力系统的可靠输送密不可分的，城市电力工程基础设施的建设，是一个国家各项事业快速发展的源动力。电力工程作为能源供应中重要的组成部分，与水利，煤气，热能，管道运输等基础设施的地位是均等的，而且发挥的作用也是巨大的。目前很多国家的电力设施等级较以前相比，都有非常巨大的进步，我国在电力工程建设方面发展有目共睹，每年国家在电力工程建设方面投资比例非常大，很多新产品，新技术，新设备不断涌现，很多新兴技术成为专利产品。这些新技术在电力工程建设方面发挥巨大作用，对于提高电力系统运行质量，减少劳动强度，降低工程造价成本等方面有着突出贡献。使得电力工程建设的不断发展，成为国民经济建设发展的核心部分。

2. 电力系统对城市发展的重要意义

电力系统作为城市环境中人们生产和生活的重要设施，与人民群众的生活质量息息相关。人口增长，基础设施落后已成为我国许多城市普遍的非常突出的间题。就连新兴的发达城市也不例外。城市市区内的电力设施中经常达到高负荷运行，故障时有发生。造成故障的根本原因就在于城市人均电力负荷与它的城市电力总体供应之间的比值较低有关。根据一些资料统计，一些发达国家的城市电力输送系统供给较发达，而我国一些城市的电力工程基础设施设备，低于其他国家水平，有待进一步完善。近几年，随着气候的不断恶化，对于电力系统提出更高的要求。电力工程系统的发展远远赶不上人们对于电力的快速需求，有必要加快发展城市电力工程建设，并且合理的利用现有资源，并加强电力系统的质量等级，建设质量过硬的电力基础设施，同时提高总体运行管理才是解决紧张状况的途径。

3.供配电系统中变压器的稳定运行技术分析

电力系统是一个整体非常复杂，相关设施设备相对齐全的完整体系，在很多方面的要求都高于其他系统。在安全运行方面要求极为严格。电力变压器它是电力系统中重要的组成部分，在整个电力系统中承担着重要作用，与今后长期安全运行息息相关，并且发挥着应有的功能，它对于整个电力系统的全面稳定有着举足轻重的地位。变压器的应在允许运行方式中运行，对于允许温度，变压器在运行时，电能会引起铁心和绕组发热，使变压器的温度升高。变压器运行时各部分的温度是不相同的，绕组的温度最高，其次是铁心，绝缘油的温度最低。要随时监视变压器的运行温度，规定以上层油温来确定变压器的允许温度，而允许温度取决于变压器所使用的绝缘材料。供配电系统中常用的强迫油循环和风冷的变压器，上层油温不宜经常超过85度。对于变压器的温升它是变压器的温度与周围环境温度的差值，必须在温升允许的范围内运行，才能保证变压器的使用寿命。

对于变压器的过负荷能力方面，变压器有一定的正常过负荷和事故过负荷能力，要按其过负荷倍数来决定变压器允许过负荷运行时间。对于允许电压波动，电力系统的负荷和运行方式随时都在发生变化，引起系统的电压也随之发生变化，出现电压波动。当电网电压高于变压器的额定电压时，变压器的励磁电流增加，造成变压器的铁损增大，发热量增加。励磁电流的增加，变压器的无功功率损耗也会增加，使变压器的输出降低。因此，通常在变压器带额定负荷时，电压偏移不得超过5%。当变压器并联运行时，是将变压器的一次侧和二次侧的同极性端，通过同一条母线连接在一起的运行方式。并联运行能提高变压器运行的经济性，当负荷发生变化时，可以根据负荷的增加或减少，投入或退出一台变压器，在保证满足用户对电能要求的同时，减少变压器的功率损耗，达到经济运行的要求；并联运行还能提高变电所供电的可靠性，一台变压器故障或检修时，另一台变压器还能对用户供电，提高了供电的可靠性，变压器并联运行必须满足的相应条件。

变压器油的运行，变压器油的主要作用是绝缘，同时具有良好的散热作用，所以，需要变压器油应有很好的质量，变压器油在运行中，因与空气接触而发生氧化，氧化后生成的氧化物具有酸性，对变压器的金属有腐蚀作用，同时空气中的水分使油受潮，将降低绝缘效果。在运行中，变压器的发热会使油的劣化加速，平均温度每升高10度，其劣化加速1.5到2倍。若在油质劣化的情况下继续运行，还会因其他一些原因使变压器油的品质下降。因此，应经常检查变压器充油设备，检查设备的严密性，检查油枕、呼吸器的性能和油色油量是否正常。对于变压器的运行维护，运行中的变压器，虽然可以通过电流表、电压表、功率表等方面掌握变压器的运行情况，更应到现场进行定期检查，以及时发现和消除变压器的事故隐患。通常情况下，变配电所应经常监视变配电所的运行情况，在过载运行时，应坚持进行巡查和夜间巡视。遇到特殊情况，新设备投运，设备有缺陷时，在天气变化较大时，大风雪，冰雹，高温等，要增加巡查次数或作特殊巡视。通过选择最佳运行方式和调整负载，使变压器的电能损耗最小。也就是合理地选择运行方式，降低变压器用电消耗，充分发挥变压器的功能。通过加强供用电的科学技术，发挥现有设备的条件，保证变压器的可靠运行。

参考文献

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[5]小型变电所实用设计手册 丁毓山等 北京 中国水利水电出版社 2000年