變壓器突發(fā)短路故障的現場(chǎng)分析方法
摘　要　通過(guò)實(shí)例介紹了一套系統的、可操作的現場(chǎng)分析判斷突發(fā)短路故障的方法，對電力系統運行有較大實(shí)用價(jià)值。 
引 言  近年來(lái)變壓器突發(fā)短路沖擊后損壞幾率大增，已占全部損壞事故的40%以上。變壓器經(jīng)受突發(fā)短路事故后狀況判斷、能否投運，成為運行單位經(jīng)常要決策的問(wèn)題。以前變壓器發(fā)生突發(fā)短路事故以后，需要組織各方面專(zhuān)家分析事故成因，然后確定試驗方法，根據試驗結果繼續分析或者追加試驗。這種分析、搶修機制已不適應當前電網(wǎng)停電時(shí)間限制、高可靠性以及事故嚴重性等情況。某供電局修試處總結300余臺110kV及以上電壓等級變壓器多年運行維護經(jīng)驗形成了一套固定的短路突發(fā)事故試驗分析方法，即油色譜分析、絕緣電阻試驗、繞組直阻試驗和繞組變形試驗“四項分析”。實(shí)踐證明，“四項分析”基本能夠滿(mǎn)足變壓器突發(fā)事故的分析要求。 
　　1　分析項目 
　　1.1　變壓器油中溶解氣體色譜分析 
 　　用于判斷變壓器內是否發(fā)生過(guò)熱或者放電性故障。該項目對變壓器突發(fā)事故的故障判斷十分敏感，但需要儀器精度高，僅適于在試驗室進(jìn)行，故比較費時(shí)。實(shí)踐中，多數情況下對缺陷的初步定性要依靠它，綜合分析也要結合色譜分析結果進(jìn)行，而且該方法能判斷出很多別的試驗無(wú)法發(fā)現的缺陷，例如某變電站35kV原#1變壓器突發(fā)事故后，無(wú)載分接開(kāi)關(guān)處放電，但直阻試驗反映不出來(lái)，只有色譜分析才能發(fā)現。
　　1.2　絕緣電阻試驗
 　　變壓器各繞組、鐵心、夾鐵、外殼相互之間的絕緣電阻是否正常，是常用的簡(jiǎn)易檢查項目。如某變電站220kV原#1變壓器事故掉閘后首先進(jìn)行絕緣電阻試驗，很快發(fā)現三側繞組和鐵心對地的絕緣電阻幾乎為0，馬上就判斷為縱絕緣擊穿且鐵心燒損，與吊罩檢查結果相符；又如下面述及的110kV某變電站#2變壓器，也是借助絕緣電阻試驗確定了缺陷位置。
　　1.3　繞組直阻試驗
 　　直阻試驗是檢查導電回路中分接開(kāi)關(guān)接觸是否良好、引線(xiàn)接頭焊接或接觸是否良好、繞組是否斷股、匝間有無(wú)短路等缺陷，可配合多種試驗共同確定缺陷，被1997年的部頒預試規程確定為變壓器最重要的電氣試驗項目。由于電網(wǎng)短路容量越來(lái)越大，短路事故在直阻方面的反映往往很明顯。如某變電站110kV原#2變壓器事故后，通過(guò)繞組變形試驗發(fā)現低壓繞組異常，但絕緣電阻正常，色譜分析結果表明發(fā)生了涉及絕緣部位的放電，最后依靠低壓三相直阻不平衡的試驗結果分析出：低壓繞組明顯變形且繞組嚴重受損，須進(jìn)行大修。大修時(shí)發(fā)現幾乎所有的繞組都已經(jīng)扭曲變形，內部結構嚴重損壞。
　　1.4　繞組變形試驗
 　　它是通過(guò)各線(xiàn)圈在高頻下的響應特性來(lái)判斷其結構和周?chē)鸂顩r是否發(fā)生明顯變化的新型試驗項目。如220kV某變電站#1變壓器1997年3月發(fā)生套管爆炸事故，由于不知線(xiàn)圈內部狀況，不能決定是否更換線(xiàn)圈，后根據繞組變形試驗結果正常的結論確定不再更換線(xiàn)圈。在大短路容量的電網(wǎng)中近年變壓器發(fā)生出口短路事故比率較高，而繞組變形是其中常見(jiàn)的嚴重缺陷，所以該項目是現場(chǎng)決定變壓器是否投運的主要依據，有其它試驗項目不可替代的作用。該項試驗在某供電局已經(jīng)開(kāi)展4年，共進(jìn)行229臺次，其中事故后試驗46臺次，發(fā)現缺陷10起，沒(méi)有一起判斷錯誤的情況。
 　　近3年來(lái)，共進(jìn)行了40余次事故搶修，依照上述“四項分析”分析無(wú)一誤判�？梢�(jiàn)，這套分析方法比較適于現場(chǎng)，但必須強調：“四項分析”要綜合起來(lái)使用，方能得出正確的結論。 
　　2　應用實(shí)例 
 　　例1：1998-10-1，110kV某變電站一臺10kV開(kāi)關(guān)速斷保護動(dòng)作掉閘，重合失敗，7s后#2變壓器(SFZ—40000/110，1996-11投運)本體輕、重瓦斯，閘箱重瓦斯，差動(dòng)保護均動(dòng)作，變壓器高、低壓側開(kāi)關(guān)掉閘，退出運行。
 　　油色譜分析表明：總烴含量急劇增加，CO、CO2增加較少，結論為變壓器內部存在突發(fā)性的裸金屬部位的放電。電氣試驗分析表明：繞組直流電阻試驗正常；繞組變形試驗發(fā)現低壓繞組略有疑點(diǎn)；絕緣電阻試驗發(fā)現低壓繞組對高壓繞組、鐵心及地的絕緣僅有25　MΩ。進(jìn)行分解試驗以查找缺陷位置：高壓繞組對低壓繞組、鐵心以及地絕緣電阻正常；鐵心對高、低壓繞組及地絕緣電阻正常。判斷結果是：低壓繞組非線(xiàn)圈部位對地部位的絕緣有問(wèn)題。
 　　綜合分析：變壓器內部發(fā)生突發(fā)性的裸金屬部位放電，但繞組變形、直流電阻試驗又未發(fā)現明顯缺陷，故線(xiàn)圈本身有缺陷的可能性很��；低壓繞組有微弱的變形，對地絕緣只有25MΩ，故低壓繞組接近變壓器箱體的部位(尤其是出線(xiàn)處——即低壓繞組對地部位)因短路沖擊而放電的可能性最大；低壓繞組出線(xiàn)處的手孔可以打開(kāi)，故可方便地在現場(chǎng)檢查。
 　　變壓器內部檢查發(fā)現：低壓內部引線(xiàn)銅排的多個(gè)木夾板中，有兩處沒(méi)有包扎銅排的輔助絕緣，其中低壓引線(xiàn)上部木夾件處銅排有相間短路放電痕跡，木夾件表面燒黑，引發(fā)相鄰部位銅排相間發(fā)生油間隙電弧放電。變壓器內部散落放電后的銅渣少許，油中炭素較多，線(xiàn)圈上部墊塊多處松動(dòng)。證明試驗對于故障部位的判斷基本正確，該變壓器現場(chǎng)處理后投入運行。
 　　例2：1996-10-28，某村#2變壓器(SFPSZ9—120000/220，1992年投運)110　kV側B相套管爆炸，套管芯子向上竄起30cm，套管整體上移10cm，根部嚴重噴油，故障錄波器、差動(dòng)保護、輕重瓦斯、防爆筒均動(dòng)作。
 　　試驗分析：拔掉高壓、中壓側所有套管后，做電氣試驗結果正常。鑒于套管爆炸從未發(fā)生過(guò)，上級單位決定該變壓器返廠(chǎng)大修。但變壓器運輸要經(jīng)過(guò)一座高速公路橋，工期不允許。最后，根據試驗人員的建議，先進(jìn)行繞組變形試驗，結果正常，之后進(jìn)行局部放電試驗，結果正常。投運后運行正常。