主變近區短路后的電氣試驗及診斷的研究

姜銘

(國網湖南省電力公司懷化供電分公司,湖南懷化,418000）

主變近區短路后的電氣試驗及診斷的研究

姜銘

(國網湖南省電力公司懷化供電分公司,湖南懷化,418000）

隨著我國經濟建設的不斷深入，電力系統建設也逐漸完善，并且已經逐漸走上現代化的道路，其中大型電力變壓器是整個電力系統中的核心部分。但是，一旦主變近區發生短路現象則會對其正常運行產生不利影響，甚至導致整個電力系統癱瘓，因此進行主變近區短路后的電氣試驗及診斷的研究十分必要。

主變近區短路；電氣試驗；診斷

0 引言

隨著社會經濟的不斷發展，電力能源的需求量也隨之增加，人們對于供電質量的要求也越來越高，應做好對電氣系統的監督管理，從而保障電力設備的正常運行，滿足人們對電力資源在數量、質量方面的要求。同時，相關工作人員也應認真進行主變近區短路后的試驗，從而避免和減少短路現象的發生，保障電力系統的平穩運行。

1 主變近區短路后的電氣試驗

1.1 絕緣電阻

主變近區在發生短路情況時通常會產生大量的短路電流，因此產生的電磁力對該條件下的變壓器構成較大威脅，可能會產生電壓器變形的情況，致使匝、股等位置發生短路或者放電現象，最終導致整個電力設備設備癱瘓無法運行。

1.2 直流電阻

當主變近區發生短路現象之后，短路電流將會快速經過整個繞組，使繞組中的接頭以及其他位置的溫度持續升高或者產生接觸不良等問題，如果沒有對此情況進行妥善的解決則會導致整個變壓器由于溫度過高而被燒毀。

1.3 氣相色譜

在我國電力變壓器中通常利用的是油紙組合的方式，尤其是在大型電力變壓器絕緣工作中，但是由于主變近區中發生的短路故障產生的電流將會迅速轉變成大量熱量，將使油紙材料發生化學反應之后釋放出大量低分子碳水化合物，例如二氧化碳、氫氣等，如果不能夠對其產生的熱量進行有效的控制，則隨著溫度的上升，油紙材料的化學反應逐漸加強，產生大量的烯烴、烷烴等物體，因此產生的氣泡也會與油相溶，再在對流和擴散的作用下，逐漸溶解殆盡。將油色譜與氣相色譜分析方法相結合能夠實現通過對溶解在油中氣體的研究，掌握其主要的構成成分，再通過氣體顏色、味道等得出變壓器受損的情況和具體位置。

1.4 繞組變形試驗

通過頻率響應法和專業掃頻儀能夠準確的對繞組進行測試，并且與各個頻率段繞組的特征進行相應，繪制出響應曲線，對于曲線的唯一性問題，專業工作人員可以根據頻響曲線對變壓器進行判斷，看其是否會由于主變近區短路的問題而產生故障以及變形等情況。與其他電氣試驗方式相比較來看，利用繞組變形試驗和與之相對應的具體頻響曲線，則能夠在變壓器發生微小改變的情況下，也能夠被非常直觀的反應出來，從而使工作人員能夠快速的檢測出變壓器中發生的問題，使檢測效率和檢測成本得到有效的提升，為日后變壓器故障的修護提供寶貴的參考依據。具體的繞組變形測試如下所示。

如果繞組本身的機械機構較為薄弱，那么在發生短路現象時，受到短路電流的沖擊會導致突發性損壞事故的發生，給電力系統帶來較大的損失。此外，繞組變形將會對機械強度產生不利影響，再下一次短路現象發生時，它將由于承受不住強大的電動力作用而發生損壞。在使用英國fra-1型繞組變形測試儀進行測量時，能夠明顯的發出ab（ax）幅頻特性曲線發生的變化，如圖1所示。將曲線Lab、曲線Lca與曲線Lbc相比較來看，在波峰、波谷的頻率分布位置、數量等方面都存在較大的區別，即三相繞組的幅頻響應特性中的一致性較差。但是，由同樣制造廠在相同時間生產出具有相同型號的變壓器，它們的三相繞組幅頻響應的一致性較強，因此能夠判斷出變壓器在遇到突發性短路中，將會受到電流的沖擊使繞組變形。從圖1中能夠清楚的看出，ab、ac與bc繞組相比較來看幅頻特性曲線發生了明顯的位移。

圖1 變壓器發生故障后的幅頻響應特性曲線

因此，進行響應特性曲線的特性判斷的依據為：

第一，幅頻響應特性曲線在100～600kHz頻段中的波峰或者波谷位置發生顯著的變化，將意味著繞組出現了扭曲、鼓包等部分變形的問題。

第二，幅頻響應特性曲線高頻段大于600kHz時的波峰或者波谷位置發生顯著變化時，通常意味著繞組的對地電容發生了變化，可能將會發生繞圈整體移動或者引線發生移動等情況。

通過圖1能夠看出，ab繞組的幅頻響應特性曲線頻率處于100～600kHz之間時，波峰或者波谷位置發生顯著的變化。將其與上述判斷依據相結合，則能夠準確的預測出變壓器低壓繞組ab繞組中是否存在扭曲或者鼓包等局部變形的情況。經過上述內容的闡述，能夠清楚的量接到主變壓器中低壓繞組ab繞組已經受到嚴重的損害，可能會引起該繞組的發熱、融化等現象，導致接觸不良。

1.5 主變空載試驗繞組變形測試

主變空載試驗主要包括兩個部分，即空載電流和空載損耗試驗，通過此次試驗能夠有效的檢查出磁路中是否存在局部或者整體缺陷問題，例如硅鋼片松弛、大面積硅鋼片短路、壓板和夾件絕緣損壞以及片間絕緣不良等問題。在試驗中由于受到電源容量的制約，可以采用系統電壓進行測試，利用空載試驗和出廠報告判斷出主變是否存在問題或者缺陷。

2 主變近區短路后的電氣診斷

2.1 缺陷診斷

當主變近區中發生短路現象時，由于產生大量的電流，受電流沖擊的影響繞組將會產生位移、變形等情況。但是在某種情況下，受到巨大電流沖擊后繞組并沒有立即出現損壞或者產生故障，但是這將為其日后的正常運行構成嚴重的安全威脅。

2.2 診斷結果

當發現變壓器的繞組出現變形等異常狀況時，專業工作人員應立即對變形的程度以及產生變形的原因進行科學的判斷，從而決定是否需要停止變壓器的運行。再結合變壓器具體的故障特征以及平時用電情況進行分析，如果主變近區短路現象導致低壓繞組產生微小的變形，并且處于用電高峰期的狀態下時，不能夠對主變運行產生較大的不利影響。

3 結束語

大型電力變壓器作為整個電力系統中的核心部分，當發生主變近區短路現象時則會對其正常運行產生不利影響。通過電氣試驗方法能夠使專業工作人員更加清楚準確的發現主變近區中電氣設備存在的故障，再將診斷數據與診斷結果相結合進行綜合分析，從而采取合理措施，進行有效解決，以此來保障電力系統的安全平穩運行。

[1]王紅艷.主變近區短路后的電氣試驗及診斷的研究[J].電子技術與軟件工程,2017,09:237.

[2]劉愛華.主變近區短路后的電氣試驗分析與診斷[J].電工電氣,2013,11:50-52.

Electrical test and diagnosis of short circuit after main transformer short circuit

Jiang Ming
(State Grid Hunan electric power company Huaihua power supply branch,Huaihua Hunan, 418000)

With the deepening of China’s economic construction, the construction of the power system is gradually perfected, and has gradually embarked on the path of modernization, the large power transformer is the core part of the whole power system However, once the main transformer near the short circuited will adversely affect its normal operation, and even lead to paralysis of the entire study on the electrical power system, so the test and diagnosis of the area near the main circuit becomes very necessary

Main Transformer near short circuit; electrical test; diagnosis