主变匝间短路事故分析及反事故措施

吕传玖

摘要：在社会经济快速发展带动作用下，人们对电力系统要求越来越高，而为了进一步满足社会供电要求，一种基于不停电的电压调整有载调压变压器在实践应用过程中的得到了一定的推广及应用。但是传统供电网系统中所使用的并不是有载调压变压器，如果完全对其进行更换，成本较高，同时无形中也是对现有资源的一种浪费。因此目前一种对现有变压器改造技术应用成为了首选，但是改造过程中有时会发生变压器故障，影响供电网运行。文章结合事故实例对主变匝间短路问题进行分析，并提出反事故措施，旨在为今后提供参考资料。

关键词：变压器；改造；短路事故；反事故；措施

一、事故概述

1.1事故过程

2015年11月14日，某变电站2号主变气体继电器动作，主变高、低压侧开关跳闸。

1.2现场情况调查

2号主变于13日运抵变电所并安装完毕，当日17时16分投入运行，其后频发气体继电器轻瓦斯报警，起始5次的间隔时间约是3min、5min、7min、10min、30min，呈逐次延长的趋势。

由于主变运到现场后受到变电所院门高度限制，所以拆卸了储油柜和套管。变压器安装就位后，进行了补油。根据送电时间安排，要求当天送电，未满足《电力变压器运行规程》要求的新装、大修、事故检修或换油后的变压器，110kV及以下电压等级的在施加电压前静止时间不应少于24h的规定。

施工单位对频发气体继电器轻瓦斯报警，按照常规判断为油中混入空气，在进行5次排气认为稳定，然后就撤离现场。其后，主变气体继电器再次发出轻瓦斯信号，运行人员未进行排气，也未通知施工单位，直到次日早晨发生跳闸事故。变压器从投运到发生事故，仅运行11个半小时。

二、故障后试验

2.1电气试验

事故发生后，测试主变高低压侧绕组绝缘电阻合格，高压侧绕组直流电阻值与出厂试验值相比发生了变化，具体如表1所示。

三、事故探讨

通过检查分析判定，导致变压器绕组匝间短路烧损的原因是绕组导线纸包绝缘在改造过程中或在5次空载合闸冲击下受损。在投运后的11个半小时中，由于热和电磁振动的累积效应导致匝绝缘击穿。

由于变压器运行当中，绕组的绝缘损伤同时受到自身绝缘材料、温度、湿度、电场、电磁力振动、周围介质等因素的影响，鉴别导致纵绝缘损伤的主导因素必须结合主变改造的整个工艺流程和现场投运过程逐个环节进行分析。

导致主变压器绕组匝绝缘损伤的可能原因，一是改造过程中，绕组导线纸包绝缘受到轻度损伤；二是导线焊接过程中焊渣落入绕组线匝内；三是绕组压装质量差，抗冲击的动稳定性得不到保证，在合闸冲击下导线抖动，纸包绝缘受损。当然也可能是以上2个或3个原因共同作用。详细分析如下。首先，改造过程中，绕组导线纸包绝缘可能受到轻度损伤。①在高压绕组第41段原引出抽头焊接引线并进行绝缘包扎时受到损伤。②在高压绕组第42段添加1匝导线，并引出纠头（位于第41段抽头处熔断区域正下方），纠头焊接和绝缘包扎时，焊接过程中可能由于火焰燎伤或局部高温使纸包绝缘受损，导线整形过程中可能使纸包绝缘受到机械损伤。③绕组线匝排列不紧密，绕组压装过程中可能受到机械损伤。绕组匝绝缘的轻度损伤，在做例行试验时有可能暴露不出来，变压器投运后，绝缘损伤加剧导致短路事故。其次，导线焊接过程中焊渣落入绕组线匝内。在高压绕组第41，42段两处均进行了焊接操作，有可能由于防护不当使焊渣落入绕组线匝内，变压器投运后，由于电磁力振动使导线绝缘损伤。最后，在绕组的绕制、压装中，因线匝排列不紧密，绕组辐向、轴向的压紧没有得到有效的保证，绕组抗冲击的动稳定性能差。当受到合闸冲击时，导线振动，匝绝缘受损。尤其是垫块周围区域受到剪切应力的影响更大。

四、探析反事故措施

针对上述事故分析，变压器制造厂家应采取以下相应的反事故措施。在设计合理和线材质量合格的前提下，为保证绕组匝绝缘强度和抗冲击动稳定性能，必须对变压器制造过程中一些关键工序，如垫块预处理、绕组绕制、绕组压装干燥、绕组套装、器身装配、导线焊接、器身清洁等方面进行严格的工艺控制。

第一，垫块预处理。对所有的绝缘垫块进行预密化，使垫块的收缩率降到最低限度。第二，绕组绕制。导线绕制紧密无间隙，无扭曲变形，线段紧实平整；对导线的换位、跨段、升层及引出线端等处，均应按规定加强绝缘并绑扎固定。第三，绕组压装干燥。绕组在套入铁心前后均应采用恒压干燥工艺，使各个绕组受压力均匀，避免套装中的绕组弹高而影响插片工作。同时可以及时发现各绕组由于绝缘干燥后的收缩不一致而导致绕组高度不一致的缺陷，并尽快处理。第四，绕组套装。绕组套装过程中，注意不能划伤导线绝缘，保证绕组与芯柱，以及高低压绕组之间松紧适度。第五，器身装配。器身装配时要保证足够的轴向压紧力，保证变压器遭受短路冲击时，能够承受巨大的辐向、轴向电动力。同时还要注意在压紧时，不能损伤导线绝缘。第六，导线焊接。导线待焊部位应平整美观，便于把持施焊；用阻燃的石棉板将可能被火焰燎伤和溅入焊渣的部位遮挡严密；做好焊点附近导线绝缘的保护，用湿的石棉绳将导线根部包扎好，保证纸绝缘不烧焦。在焊接过程中，必要时应对石棉绳浇水；接时，先将导线预热至一定温度，再加入磷铜焊条，待焊缝渗透饱满后使其冷却；焊好后，检查焊接质量，清除焊渣、杂质，锉去尖角、毛刺，用绝缘纸包扎紧实至要求厚度，同时绕组引出线要可靠固定。

五、结论

综上所述，通过以上对具体事故的分析可知，在供电网改造过程中存在着诸多的因素会对整个电网建设造成不利的影响，对此应当给予高度的重视，做好防范措施，消除故障隐患。

参考文献：

[1]郭晓梅.一台干式配电变压器线圈匝间短路事故分析[J].电工电气，2016（05）

[2]刘志仁.一起主变后备保护拒动事故分析及改进措施[J].江苏电机工程，2016（05）

作者简介：

吕传玖，单位：国网山东省电力公司商河县供电公司，出生：1969年，性别：男，民族：汉，户籍：山东省济南市，学历：大学专科