变压器外部短路故障的危害及对策

今年，1#中频炉变587共发生6起过流和速断保护动作跳闸事故，其原因均为阳极组装车间内部设备故障所造成。由于生产任务较重和变压器外部检查未发现异常现象，所以，我们在每次跳闸后按总调令就将其合闸送电。这样一来，多数同志有种错觉，认为这是一种正常情况。恰恰相反实际是应引起每位运行值班人员重视的问题。针对这种不正常供电运行状况，下面我们就此展开对变压器外部短路故障的危害进行分析。

大家知道，变压器故障分为内部故障和外部故障两种。变压器外部在遭受突发性短路时，其高低压侧都将受到的短路电流冲击，故障瞬间断路器未断开之前，短路电流产生强大的电动力，其I2和F（电动力）成正比，这种电动力将作用于变压器的绕组。此种电动力在变压器绕组中可分为轴向力和辐向力（也有叫径向力）。

短路时，作用于绕组上的辐向力将使高压绕组受到张力；作用于绕组上的轴向力将使低压绕组受到压力。

由于变压器绕组为圆形，圆形物体受到压力比受到张力更易变形，因此，低压绕组易变形。

突发性短路时产生的轴向力会使绕组压缩，也会使高低压绕组发生轴向位移，其实轴向力也作用于铁芯和夹件。

总结以上可知，变压器外部在遭受突发性短路时，最容易发生变形的是低压绕组，然后是高压绕组、铁芯和夹件。

绕组变形包括轴向和辐向尺寸的变化，器身位移，绕组扭曲、鼓包和匝间短路等，是电力系统安全运行的一大隐患。

变压器统组变形后，有的会立即发生损坏事故，更多的则是仍能继续运行一段时间，运行时间的长短取决于变形的严重程度和部位。显然，这种变压器是带“病”运行，具有故障隐蔽性（隐患）。这是因为：

1、绕组机械性能下降，当再次遭受到短路电流冲击时，将承受不住巨大的冲击电动力的作用而发生损坏事故。例如，某台20MVA、110kV的电力变压器，低压侧遭受短路冲击后，常规试验设有发现异常现象；投入运行后1年，在一次10KV电缆短路事故中损坏。

2、绝缘距离发生变化，或固体绝缘受到损伤，导致局部放电发生。当遇到过电压作用时，绕组便有可能发生饼间或匝间短路导致变压器绝缘击穿事故。或者在正常运行电压下，因局部放电的长期作用，绝缘损伤部位逐渐扩大，最终导致变压器发生绝缘击穿事故。例如，去年2#中频炉变595，低压侧短路后，在秋检中用常规试验方法（兆欧表测试绝缘）发现c相绕组对壳放电问题。

3、累积效应，运行经验表明，运行变压器一旦发生绕组变形，将导致累积效应，出现恶性循环。例如，某台20MVA、 110kV的电力变压器，在运行的5年中， 10kV侧曾遭受多次冲击，经吊罩检查发现其内部绕组已存在严重变形现象。若不是及时发现绕组变形；很难说在什么时候这台动力变压器就会发生事故。

因此，对于绕组已有变形但仍在运行的电力变压器来说，虽然并不意味着会立即发生绝缘击穿事故，但根据变形情况不同；当再次遭受并不大的过电流或过电压，甚至在正常运行的铁磁振动作用下；也可能导致绝缘击穿事故。所以，在有的所谓“雷击”或“突发”事故中，很可能隐藏着绕组变形性故障因素。

对策：

1、一般对变压器短路故障后，重点检查内容：电气试验和油样色谱分析。

a.直阻测试； b.绕组容量测量； c.绕组变形测量

2、加强运行管理及时发现设备缺陷，合理安排运行方式。

3、注意对线路和电缆的全面检查，封堵电缆沟孔洞。

4、雷电后对各部的检查。

2#动力变压器176返厂吊罩后对低压绕组所拍照片

附: 1#中频炉变587近两年来故障跳闸统计