35 kV有載調(diào)壓電力變壓器匝間短路故障分析與處理

阿不都加帕爾·阿布都熱西提

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，新疆 伊犁 835000)

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35 kV有載調(diào)壓電力變壓器匝間短路故障分析與處理

阿不都加帕爾·阿布都熱西提

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，新疆 伊犁 835000)

摘要：針對(duì)35 kV供電網(wǎng)絡(luò)中有載調(diào)壓電力變壓器匝間短路問(wèn)題頻發(fā)的現(xiàn)象展開研究。通過(guò)實(shí)例剖析35 kV變壓器匝間短路故障產(chǎn)生的原因，并給出故障維護(hù)的具體措施。

關(guān)鍵詞：35 kV；有載調(diào)壓變壓器； 匝間短路故障

35 kV變壓器是電力系統(tǒng)中比較重要的電器設(shè)備。目前，35 kV變壓器的匝間短路問(wèn)題一直未得到有效的解決，它會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)故障頻發(fā)，不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)上的損失，而且對(duì)整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性也存在很大威脅。因此，對(duì)35 kV變壓器匝間短路故障的發(fā)生原因和處理方法進(jìn)行研究就顯得至關(guān)重要，且勢(shì)在必行，這對(duì)于電力行業(yè)的故障搶修和處理具有一定的指導(dǎo)意義[1]。

1變壓器匝間短路

變壓器匝間短路故障是所有電力故障中較為常見卻會(huì)造成巨大影響的一種故障。造成變壓器匝間短路故障的原因有很多，最常見的有以下兩種：一是內(nèi)部線圈的絕緣漆有缺陷而造成短路；二是高壓和低壓電路存在不同程度的側(cè)短，這就會(huì)導(dǎo)致變比的下降，從而引起電阻值的降低而造成短路。一般情況下，我們主要是通過(guò)聲音來(lái)判斷變壓器的匝間短路。比較常用的有異音判斷，工作人員通常對(duì)變壓器正常工作的聲音非常熟識(shí)，當(dāng)出現(xiàn)異音時(shí)可以非常敏感地意識(shí)到變壓器的異常。變壓器匝間短路時(shí)會(huì)出現(xiàn)電流沖擊的燒結(jié)現(xiàn)象，從而會(huì)發(fā)出類似于水沸騰的聲音。變壓器中電流強(qiáng)大，其發(fā)出的聲音非常明顯，很容易被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)然，變壓器的異音有很多種，要注意區(qū)分，類似于匝間短路的這種異音還會(huì)出現(xiàn)在變壓器分接頭的開關(guān)故障中。因此當(dāng)這種異音出現(xiàn)的時(shí)候，檢測(cè)人員要給予足夠的重視，應(yīng)根據(jù)具體情況迅速確定應(yīng)急處理方案，采取相關(guān)措施來(lái)遏制事態(tài)的進(jìn)一步發(fā)展[2]?，F(xiàn)在，這種異音判斷法已經(jīng)成為我國(guó)各級(jí)變電站檢測(cè)的主要手段之一，具有很好的應(yīng)用效果。

235 kV變壓器匝間短路故障原因的實(shí)例分析

2.1故障變壓器的基本參數(shù)

對(duì)某個(gè)變壓器產(chǎn)生的故障進(jìn)行分析，其目標(biāo)變壓器所在的變電站一共有2臺(tái)主要變壓器，由35 kV變壓器分線供電，附近有一個(gè)比較大的工廠，采用一條主線單獨(dú)供應(yīng)該工廠用電。該變壓器的主要參數(shù)如表1所示。

表1　故障變壓器的基本參數(shù)

2.2故障變壓器的結(jié)構(gòu)工藝

目標(biāo)變壓器主要采用了三相三柱式的鐵芯結(jié)構(gòu)，其中高、低壓繞組采用由內(nèi)而外的結(jié)構(gòu)方式，其高壓繞組共320匝，分成60段，各段之間組成相關(guān)的功能單元，各功能單元協(xié)調(diào)完成各自的基本功能。高壓繞組的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示[3]。

圖1　高壓繞組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

高壓繞組分段的目的在于可以使導(dǎo)線的分布更加均勻，同時(shí)繞組在漏磁發(fā)生時(shí)，由于他們的位置具有互換性，可以有效地減小循環(huán)電流的作用，從而使電阻值明顯地降低。高壓線組的分段繞制圖如圖2所示。

圖2　高壓繞組的分段繞制圖

2.3故障變壓器的故障原因分析

通過(guò)對(duì)變壓器工作的具體環(huán)境和方式進(jìn)行調(diào)查分析后發(fā)現(xiàn)，該變電站35 kV側(cè)有一條為附近中型工廠供電的專供線路。該線路幾千瓦的負(fù)荷是這臺(tái)35 kV變壓器的主要負(fù)載，同時(shí)也是主要的諧波源。由于工廠與變電站之間的距離很近，這就導(dǎo)致了諧波源對(duì)變電站的影響明顯，甚至?xí){設(shè)備的正常運(yùn)行，危害電網(wǎng)的穩(wěn)定[4]。通常情況下，諧波現(xiàn)象的影響是明顯的，如果變壓器在無(wú)負(fù)載情況下運(yùn)行，那么這時(shí)候很可能由于諧波的影響造成并聯(lián)現(xiàn)象的發(fā)生，從而放大諧振電流的作用，沖擊電網(wǎng)絕緣層，并會(huì)產(chǎn)生顯著的發(fā)熱現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)苯悠茐慕^緣；其次，由于變壓器一般采用易導(dǎo)電和導(dǎo)磁的鐵芯，所以很有可能會(huì)導(dǎo)致高壓側(cè)發(fā)生熔斷，造成電力資源的浪費(fèi)；另外，電路當(dāng)中存在的補(bǔ)償電容器對(duì)電流諧振現(xiàn)象具有明顯的放大效果，這樣很可能會(huì)導(dǎo)致電容的破壞。由此可見，該變壓器存在的最大問(wèn)題是附近工廠的專供線路形成了諧波源，致使變壓器所受沖擊電流增大，變壓器匝間絕緣被破壞，最后造成短路。

335 kV變壓器匝間絕緣日常維護(hù)措施

從以上故障原因分析中我們可以清楚地了解變壓器存在的問(wèn)題，根據(jù)這些故障原因可以制訂出相應(yīng)的維護(hù)措施和整改方案。因?yàn)樽儔浩髟谡麄€(gè)電力系統(tǒng)中起著非常重要的作用，所以，其正常與否將直接影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，根據(jù)上述實(shí)例分析，總結(jié)出了35 kV變壓器的日常維護(hù)措施，主要有以下幾點(diǎn)。

1)由于絕大部分的變壓器匝間短路故障都是變壓器線圈之間的線路絕緣層出現(xiàn)問(wèn)題造成的，因此，防止絕緣層出現(xiàn)絕緣不良是變電站故障預(yù)防的首要任務(wù)。對(duì)于絕緣的測(cè)試，可以根據(jù)絕緣電阻值來(lái)進(jìn)行判定，最簡(jiǎn)單的方法就是通過(guò)兆歐表或絕緣電阻測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)電阻值的變化可以反映出絕緣效果的變化。因此，應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)維修，以免造成嚴(yán)重的事故。

2)除了絕緣出現(xiàn)問(wèn)題以外，變壓器和變電站最大的威脅就是過(guò)電壓?jiǎn)栴}，尤其是35 kV變壓器很容易出現(xiàn)過(guò)電壓現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)電力故障，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)大規(guī)模的輸電故障。所以，面對(duì)這種情況，應(yīng)當(dāng)在變壓器的供電兩側(cè)關(guān)鍵位置安裝避雷器，避免外界的干擾。在變電站等大型電力基站應(yīng)當(dāng)安裝能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)的電力裝置，來(lái)完成對(duì)電壓的實(shí)時(shí)反饋，如果有過(guò)電壓現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)及時(shí)地反饋或直接斷開，提示工作人員進(jìn)行維修。

3)對(duì)于35 kV的變壓器，其外部套管問(wèn)題造成的故障也非常明顯，尤其是破損和受潮造成套管出現(xiàn)絕緣問(wèn)題。這種問(wèn)題最好的處理辦法就是及時(shí)地觀察套管是否存在破損，如果有，要立即更換，防止進(jìn)一步老化造成安全事故。

4)絕緣對(duì)于變壓器的重要作用不言而喻，但是絕緣不僅僅是線圈表面的絕緣層，在變壓器內(nèi)還包括絕緣油位的限制，要時(shí)刻進(jìn)行監(jiān)控，防止出來(lái)油位不足的現(xiàn)象。

5)變壓器內(nèi)部存在很復(fù)雜的電磁場(chǎng)交叉現(xiàn)象，所以保證磁路正常也是非常重要的一個(gè)方面。其預(yù)防措施主要是控制各個(gè)部件之間的距離足夠有效。除此之外，變壓器的鐵芯應(yīng)當(dāng)很好地與大地相連接，以免造成嚴(yán)重的安全事故。

通過(guò)以上這些最基礎(chǔ)的維護(hù)和檢修措施，能夠排除一些基本的故障。如果出現(xiàn)更嚴(yán)重的事故，則應(yīng)當(dāng)采取進(jìn)一步措施進(jìn)行處理，尤其是對(duì)于一些短路故障，要及時(shí)檢測(cè)和維修，避免事態(tài)的進(jìn)一步升級(jí)，防止出現(xiàn)大規(guī)模的電力故障和經(jīng)濟(jì)損失。

4結(jié)論

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)電力的需求更加迫切，尤其是電力的穩(wěn)定供應(yīng)需要可靠的設(shè)施來(lái)進(jìn)行保障。本文對(duì)35 kV變壓器的常見故障——匝間短路進(jìn)行研究，通過(guò)實(shí)例分析了變壓器的結(jié)構(gòu)工藝和故障原因，并針對(duì)具體的原因給出了相應(yīng)的處理措施，具有非常重要的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王楠，楊洪，劉寶成.35 kV變壓器匝間短路故障分析[J].變壓器，2013，50(10)：60-64.

[3]門周春，王群京，李國(guó)麗.變壓器匝間短路分析及研究[J].安徽科技，2012(7)：41-42.

[4]唐崇年，靳曉飛，付文光，等.110 kV變壓器匝間短路故障分析及防范措施 [J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2013，31(3)：114-116.

A Study on the Fault Analysis of Turn-to-Turn Short Circuits of the 35kV Transformer with OLTC and Relevant Solutions

ABUDUJIAPAER Abudurexiti

(Development and Construction Authority of Yili River Basin of Xinjiang，Yili Xinjiang 835000，P.R.China)

Abstract：This paper studies the frequent turn-to-turn short circuits of the 35kV transformer with OLTC．It also analyzes possible causes with real examples as well as giving relevant solutions．

Key words：35kV；transformer with on-load tap changer(OLTC)；turn-to-turn short circuit

收稿日期：2016-04-05

作者簡(jiǎn)介：阿不都加帕爾·阿布都熱西提(1981-)，工程師，主要從事水利水電開發(fā)征地移民工作。

中圖分類號(hào)：TM407

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008- 8032(2016)03- 0030- 03