關于變壓器匝間短路的分析

徐濟順

摘 要：變壓器匝間短路作為變壓器的常見故障，如何簡單有效地從變壓器的電流信息中分析出變壓器是否存在匝間短路。所以，從理論上分析主變匝間故障的故障模型，結合一起主變內部故障時實際故障信息，從而驗證故障模型的正確性。最后根據主變匝間故障的特點提出匝間故障實用分析方法。

關鍵詞：匝間短路 故障分量 序網圖

中圖分類號：U226 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0029-02

變壓器故障從其結構上通常分為繞組故障、套管故障、分接開關故障、鐵芯故障及其它故障等。其中繞組故障是最嚴重的故障，它分為匝間、層間、相間的短路、接地和斷線等。據資料統計，主變匝間短路占主變故障的一半。匝間短路故障作為變壓器一種比較常見的故障，比較輕微，不易被發覺，且變壓器還能運行。但如果不能及時排除這種輕微的內部故障，隨著時間推移，會發展越來越嚴重，將釀成嚴重的后果。對匝間短路的分析還缺乏有效的理論，而生產過程中匝間短路故障出現會帶來較大的經濟損失。因此，需要一種有效的變壓器匝間短路分析模型。該文應用對稱分量法得出變壓器發生匝間短路時的序網圖，提出了變壓器匝間短路的分析模型。

1 問題的提出

變壓器作為電力系統輸變電過程中的主要電力設備，其可靠運行對電網的安全穩定運行有著重要的意義。希望在運行監視過程中發現變壓器高壓側及其它側電流出現異常而保護未動作時，能判斷出變壓器是否存在故障，如果出現輕微故障便能及時將變壓器停運，避免故障擴大。或者變壓器故障跳閘后，根據其電流信息判斷是否變壓器故障，避免再次試送對變壓器造成沖擊。或是區外故障誤動，可以及時恢復變壓器運行，提高供電可靠性。

在變壓器出現輕微故障時如何快速、有效地進行判別，這需要對變壓器進行故障分析，關于變壓器故障分析大都是變壓器引出線上的相間故障或接地故障，對于變壓器內部匝間故障的分析較少，所以該文基于對稱分量法從理論上分析主變匝間故障的故障模型，結合一起主變內部故障時實際故障信息，從而驗證故障模型的正確性。

2 理論分析

Y/△接線的雙繞組變壓器在高壓星形繞組發生匝間短路時，可把短路繞組和高壓繞組分離開來，于是故障后的變壓器可看作一個Y/Y/△接線的三繞組變壓器，高壓繞組的匝數也相應減少，由此可見，Y/△接線的雙繞組變壓器匝間短路模型為Y/Y/△接線的三繞組變壓器。

變壓器被看成是三繞組變壓器，其等值回路是由三個漏抗ZH，ZL，ZK按星形連接的回路。H，L，K分別表示高壓側、低壓側及短路繞組側。Z1fh和Z2fh為低壓側的正、負序負荷阻抗。高壓側中性點接地時刀閘S閉合，否則S斷開。

由于Z1fh《Z1s、ZH、ZL；Z2fh》Z2s、ZH、ZL。所以忽略Z1s、Z2s、ZH、ZL。且Y/△接線的變壓器，圖2可簡化為圖3。

3 結語

通過前面的理論分析和實際故障計算表明，變壓器匝間短路應用對稱分量法可以簡化為圖3所示的序網圖。該文中提出的變壓器匝間短路故障模型及計算方法適用于變壓器匝間短路時故障電流的幅值及相位計算。以上分析得出變壓器匝間故障時的電流特征，根據其故障特征可以在變壓器運行中或故障跳閘后簡單、快速并且可靠的判斷出變壓器是否存在故障，以便于運行維護，在電網運行中具有一定的實用價值。

參考文獻

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