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变压器突发短路故障的缺陷分析
引言近年来变压器突发短路冲击后损坏几率大增，已占全部损坏事故的40%以上。变压器经受突发短路事故后状况推断、能否投运，成为运行单位常常要决策的问题。以前变压器发生突发短路事故以后，需要组织各方面专家分析事故成因，然后确定试验方法，依据试验结果连续分析或者追加试验。这种分析、抢修机制已不适应当前电网停电时间限制、高牢靠性以及事故严峻性等状况。北京供电局修试处总结300余台110kV及以上电压等级变压器多年运行维护阅历形成了一套固定的短路突发事故试验分析方法，即油色谱分析、绝缘电阻试验、绕组直阻试验和绕组变形试验“四项分析”。实践证明，“四项分析”根本能够满意变压器突发事故的分析要求。1分析工程1.1变压器油中溶解气体色谱分析用于推断变压器内是否发生过热或者放电性故障。该工程对变压器突发事故的故障推断非常敏感，但需要仪器精度高，仅适于在试验室进展，故比拟费时。实践中，多数状况下对缺陷的初步定性要依靠它，综合分析也要结合色谱分析结果进展，而且该方法能推断出许多别的试验无法发觉的缺陷，例如中兴庄变电站35kV原#1变压器突发事故后，无载分接开关处放电，但直阻试验反映不出来，只有色谱分析才能发觉。1.2绝缘电阻试验变压器各绕组、铁心、夹铁、外壳相互之间的绝缘电阻是否正常，是常用的简易检查工程。如老君堂变电站220kV原#1变压器事故掉闸后首先进展绝缘电阻试验，很快发觉三侧绕组和铁心对地的绝缘电阻几乎为0，立刻就推断为纵绝缘击穿且铁心烧损，与吊罩检查结果相符；又如下面述及的110kV林河变电站#2变压器，也是借助绝缘电阻试验确定了缺陷位置。1.3绕组直阻试验直阻试验检查导电回路中分接开关接触是否良好、引线接头焊接或接触是否良好、绕组是否断股、匝间有无短路等缺陷，可协作多种试验共同确定缺陷，被1997年的部颁预试规程确定为变压器最重要的电气试验工程。由于电网短路容量越来越大，短路事故在直阻方面的反映往往很明显。如北土城变电站110kV原#2变压器事故后，通过绕组变形试验发觉低压绕组特别，但绝缘电阻正常，色谱分析结果说明发生了涉及绝缘部位的放电，最终依靠低压三相直阻不平衡的试验结果分析出：低压绕组明显变形且绕组严峻受损，须进展大修。大修时发觉几乎全部的绕组都已经扭曲变形，内部构造严峻损坏。1.4绕组变形试验它是通过各线圈在高频下的响应特性来推断其构造和四周状况是否发生明显变化的新型试验工程。如220kV怀柔变电站#1变压器1997年3月发生套管爆炸事故，由于不知线圈内部状况，不能打算是否更换线圈，后依据绕组变形试验结果正常的结论确定不再更换线圈。在大短路容量的电网中近年变压器发生出口短路事故比率较高(例如华北电网1998年的4起变压器事故中3起源于短路冲击)，而绕组变形是其中常见的严峻缺陷，所以该工程是现场打算变压器是否投运的主要依据，有其它试验工程不行替代的作用。220kV老君堂变电站原#2变压器短路事故后全部电气和色谱试验均正常，但绕组变形试验说明绕组已经变形并在大修时被确认。该项试验在北京供电局已经开展4年，共进展229台次，其中事故后试验46台次，发觉缺陷10起，没有一起推断错误的状况。近3年来，共进展了40余次事故抢修，依照上述“四项分析”分析无一误判。可见，这套分析方法比拟适于现场，但必需强调：“四项分析”要综合起来使用，方能得出正确的结论。2应用实例例1：1998-10-1，110kV林河变电站一台10kV开关速断爱护动作掉闸，重合失败，7s后#2变压器(SFZ40000/110，1996-11投运)本体轻、重瓦斯，闸箱重瓦斯，差动爱护均动作，变压器高、低压侧开关掉闸，退出运行。油色谱分析说明：总烃含量急剧增加，CO、CO2增加较少，结论为变压器内部存在突发性的裸金属部位的放电。电气试验分析说明：绕组直流电阻试验正常；绕组变形试验发觉低压绕组略有疑点；绝缘电阻试验发觉低压绕组对高压绕组、铁心及地的绝缘仅有25M。进展分解试验以查找缺陷位置：高压绕组对低压绕组、铁心以及地绝缘电阻正常；铁心对高、低压绕组及地绝缘电阻正常。推断结果是：低压绕组非线圈部位对地部位的绝缘有问题。综合分析：变压器内部发生突发性的裸金属部位放电，但绕组变形、直流电阻试验又未发觉明显缺陷，故线圈本身有缺陷的可能性很小；低压绕组有微弱的变形，对地绝缘只有25M，故低压绕组接近变压器箱体的部位(尤其是出线处即低压绕组对地部位)因短路冲击而放电的可能性最大；低压绕组出线处的手孔可以翻开，故可便利地在现场检查。变压器内部检查发觉：低压内部引线铜排的多个木夹板中，有两处没有包扎铜排的帮助绝缘，其中低压引线上部木夹件处铜排有相间短路放电痕迹，木夹件外表烧黑，引发相邻部位铜排相间发生油间隙电弧放电。变压器内部散落放电后的铜渣少许，油中炭素较