浅谈变压器故障的判断和处理

符小丽　王政

摘要：金川集团有限公司现有整流变压器44台，电炉变压器26台，电力变压器29台，在设备运行过程中，发生故障频率较高、给金川集团公司的生产带来极大损失。其主要故障有：低压侧（阀侧）发生短路、调压绕组短路、电抗器短路引起变压器故障、有载开关故障引起变压器短路及油水冷却器漏水引起高压绕组短路故障。本文就变压器故障后、进行的事故检查和处理进行阐述，并分析了运行状态出现的几点问题。

关键词：变压器短路事故 判断 处理

一、前言：

处理变压器短路事故，首先要通过现场检查、询问运行值班员变压器事故发生隋况，判断变压器损坏情况，通过试验找出问题实质所在；其次处理过程还应注意相关问题。

首先，变压器短路事故后的检查、试验。

变压器在遭受突发短路时，高低压侧都将受很大的短路电流，在断路器来不及断开的很短时间内，短路电流产生与电流平方成正比的电动力将作用于变压器的绕组，此电动力可分为辐向力和轴向力。在短路时，作用在绕组上的辐向力将使高压绕组受到张力，低压绕组受到压力。由于绕组为圆形，圆形物体受压力比受张力更容易变形，因此，低压绕组更易变形。在突发短路时产生的轴向力使绕组压缩和使高低压绕组发生轴向位移，轴向力也作用于铁芯和夹件。

因此，变压器在遭受突发短路时，最容易发生变形的是低压绕组和平衡绕组，然后是高、中压绕组、铁芯和夹件。因此，变压器短路事故后的检查主要是检查绕组、有载开关、铁芯、夹件以及其它部位，所以短路故障后应重点检查绕组情况。

二、电解槽极板多出粘连引起变压器短路的判断和处理

精炼厂镍电解造液整变：5600KVA变压器短路事故后，首先对变压器直流电阻的测量：根据变压器直流电阻的测量值来检查绕组的直流电阻不平衡率及与以往测量值相比较，能有效地考察变压器绕组受损情况，其次做变比，该变压器中压c相直流电阻无变化，且做变比阀侧电压无变化，由此判断绕组可能有新股情况，最后将绕组吊出检查，发现c相调压绕组烧断。还应重点结合变压器油、气体继电器内气体、绕组电容量、绕组变形测量的试验结果判断分析故障的性质。该整变是14级正、反调，事故发生后检查电解槽镍阳极板粘连，电解铜管弯曲变形所致，随后该变压器运回电修车间大修。

三、负载短路引起变压器故障的判断和处理

金川集团动力厂供电车间22#所1700KVA整变发生主变重瓦斯跳闸事故，这种事故现象一般认为变压器绕组故障。

1、现场询问运行人员，了解近期供电质量，问题如下：Y电抗器整机A相、B相桥臂速熔保护时常烧坏；声音异常；

2、变压器直流电阻的测量：低压绕组的直阻三相不平衡；

3、变压器绕组电容量的测量；

绕组的电容由绕组匝间、层间及饼间电容和绕组发电容构成。此电容和绕组与铁芯及地的间隙、绕组与铁芯的间隙、绕组匝间、层间及饼间间隙无变化。

4、查问镍电解运行无异常，但电抗器声音异常，问题是否在电抗器？经过讨论和多年检修经验，判断是电抗器内部故障，电抗器抽芯后发现A相、B相输入和输出各有一处短路（等于绕组没有通过铁芯直接输出），并进行处理。同时对铁芯与夹件的检查。

四、大型电力变压器故障判断和处理

金川集团动力厂供电5#所2#主变20000KVA电力变压器发生重瓦斯跳闸事故。

5#所2#主变重瓦斯、差动保护故障跳闸后，组织人员对变压器一、二绕组分别做直流电阻、绝缘电阻及变比测量；对变压器主变一、二绕组分别对地加试验电压；对变压器主、副油箱取油样，油样耐压、色谱分析；对2#主变非电量保护、差动保护、电流保护效验。测试数据正常、油样耐压合格、色谱分析数据未见异常、保护装置动作正确。对2#主变变压器空载冲击合闸，结果变压器重瓦斯、差动保护故障再次动作。再次对变压器试验项目及保护回路进行了复查均未发现异常。再次对2#主变变压器空载冲击合闸，结果变压器重瓦斯、差动保护故障依然动作。组织技术人员对故障变压器解体查找故障原因。

1、详细故障判断

组织技术人员通过变压器解体查看现场后发现变压器高压主绕组B相第1个绕饼首尾击穿、短路、导致变压器缸体内部产生瓦斯气体及差动电流的故障。

变压器高压主绕组B相第1个绕饼烧损故障原因分析：

1、变压器高压主绕组为减少涡流及磁场分布均衡有12个绕饼首尾反向串联组成，每个绕饼绕组首尾承受约3-4KV的工作电压，由于该变压器在装配过程中、将第1个绕饼绕组首尾引线之间间隙约8m，此间隙承受3-4KV的工作电压，属变压器绝缘薄弱地点、当电网电压各种原因波动，加之变压器长期运行线圈绝缘降低等原因易击穿造成绕饼绕组击穿故障；

2、在现场试验未找出原因：1）对变压器解体检查故障点在变压器B相一次主绕组绕饼绕组匝间短路故障。故通过变压器绕组直流电阻、变比、变压器一、二绕组分别对地加试验电压故不能判断故障；2）对变压器油进行耐压、色谱分析不能及时发现原因是由于第一次故障后变压器乙炔含量较低且变压器自循环较慢、油样取样点未能采集到故障油样。

2、针对绕组故障及修复后的检测确定了以下处理技术方案

1）对烧损的变压器高压侧B相主繞组第1个绕饼拆除、加工制作绕线模具、重新绕制线饼、安装、接线。

2）变压器B相一次主绕组绕饼绕组首尾引线之间间隙由原来8m，增加到20m，并在该间隙中间加装玻璃层压绝缘板隔离.并将变压器A、B、C相一次主绕组绕饼绕组首尾引线之间间隙不足20mm，均增加到20mm，并绝缘板隔离；

3）对变压器铁芯、一、二绕组持续加70℃温度进行干燥处理72小时。每1小时测量变压器铁芯、一、二次绕组对地绝缘电阻值，测量绝缘电阻值稳定、并合格；

4）对变压器一、二绕组分别做直流电阻、及1-7档变比测量；分别遥测高压—低压、地；低压一高压、地；高压、低压一地之间测量绝缘电阻、吸收比；分别遥测铁芯一地；夹件一地之间绝缘电阻；（大于2500兆欧）

5）对变压器高压绕组、中性点、低压绕组加压试验；（高压绕组、中性点72KV、1分钟，低压25KV、1分钟）

6）对变压器低压侧加6KV电压冲击合闸试验3次，测量电流值，变压器一次侧并联35KVPT、观察35KV电压，运行12小时无异常。

7）通过变压器二次加调压电压、变压器一次短路。做变压器短路试验。

五、变压器短路故障处理中应注意的事项

1、更换绝缘件时应保证绝缘件的性能。

处理时对所更换的绝缘件应测试其性能，且符合要求方可使用。特别对引线支架木块的绝缘应引起重视。木块在安装前应置于80℃左右的热变压器油中浸渍一段时间，以保证木块的绝缘。

2、更换抗短路能力较强的绕组材料，绕制时按变压器检修规程

变压器绕组的机械强度主要是由下面两个方面决定的：一是由绕组自身结构的因素决定的绕组机械强度；二是绕组内径侧的支撑及绕组轴向压紧结构和拉扳、夹件等制作工艺所决定的机械强度，同时要求工作环境无粉尘。

3、铁芯回装应注意其尖角。

在回装上铁轭时，应注意铁芯芯片的尖角，并及时测量油道间绝缘，特别是要注意油道处的芯片尖角，要防止芯片搭接造成铁芯多点接地。

4、变压器实验

在变压器发生短路故障后，除了按照常规项目对变压器进行试验外，应重点结合变压器油、气体继电器、绕组直流电阻、绕组电容量、绕组变形测量的试验结果判断分析故障的性质，并检查绕组的变形、铁芯及夹件的位移与松动情况，然后确定对变压器的处理方案及应采取的预防措施。

变压器的铁芯应具有足够的机械强度。铁芯的机械强度是靠铁芯上的所有夹紧件的强度及其连接件来保证的。当绕组产生电动力时，绕组的轴向力将被夹件的反作用力抵消，如果夹件、拉板的强度小于轴向力时，夹件、拉板和绕组将受到损坏。因此，应仔细检查铁芯、夹件、拉板及其连接件的状况，防止磁短路。

5、变压器的干燥。

由于变压器受短路冲击后一般需要较长时间进行检修，为防止变压器受潮，在因变压器短路故障造成绕組严重变形需要更换绕组时，应注意铁芯芯片的回装、所有绝缘件的烘干、变压器油的处理及变压器的整体干燥，组装完成后进入干燥炉内85-90度干燥，同时要有专人值班，遥测高压、中压、低压对地电阻，待对地电阻恒定后停炉，并做好遥测记录，备案，变压器出炉后要在12小时内装缸并注油。