一起35 kV变压器绕组变形引发事故的分析

一起 35 kV变压器绕组变形引发事故的分析

李树科

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司 河南洛阳 471012

摘要：针对一起35 kV变压器出口短路绕组变形，因认识不足而引发的事故进行分析。对常用的两种绕组变形检测方法优缺点进行比较。最后针对防范变压器绕组变形提出几点建议。

关键词：变压器 短路 绕组变形

电力变压器在电力系统中大量使用，其运行质量的好坏直接关系到电力系统的可靠稳定运行。变压器绕组变形引发的事故在电力变压器事故中占了很大的比例^[1]。有文献指出：预防性试验对变压器绕组的变形检测不很灵敏^[2]，在工矿企业中对变压器绕组变形的认识也存在不足，往往引发或扩大事故。

1 现场情况

6月29日00：50分，35 kV变电站1#变压器（型号：S10-20 000/35，联结组标号：YNd11）差动保护动作，跳开变压器高、低压侧断路器。电气值班员检查发现变压器低压侧出口母排下方有老鼠尸体。事故跳闸后，电气试验人员检测变压器绝缘电阻、直流电阻，试验结果合格。8小时后1#变压器送电时，现场听到变压器内部有很大的异音，在电气值班员还没有来得及退出变压器时，变压器重瓦斯、轻瓦斯动作，跳开变压器高、低压侧断路器，变压器油从防爆口涌出。

2 故障原因分析

变压器第一次出口短路时，绕组就已经变形，但因为绝缘电阻和直流电阻试验对变压器绕组变形不敏感，电气试验人员没有识别出绕组变形。当对变压器再送电时，变压器空载冲击电流作用在已经变形的绕组上，因变压器机械性能下降，无法承受巨大点动力冲击作用，所以变压器绕组损坏。事故发生后，对该变压器进行吊罩检查，发现C相绕组线圈严重损坏，断裂，如图1、2所示。

图1 变压器变形绕组外观 图2 变压器断裂线圈

查保护报文显示短路电流为9.125kA，持续时间102ms，根据DL/T 1093-2008《电力变压器绕组变形的电抗法检测判断导则》，变压器绕组变形检测与变压器承受短路次数的规定，短路电流比率与运行不检测次数对照见表１。

表1 短路电流比率与运行不检测次数对照表

此变压器短路阻抗为7.94%，允许短路电流为13 850A，实际短路电流与允许短路电流的比率为65.88%。即使在绝缘电阻和直流电阻正常的情况下，变压器也应该进行绕组变形检测。

3 绕组变形检测

变压器在装配完成后，其特征参数电感、电容基本保持不变。当遭受巨大的外力，如运输过程中的过大震动、出口短路时，绕组整体或局部会出现不同程度的位移，从而引起特征参数改变。检测变压器绕组变形的基本方法就是通过对其特征参数的测量和比较，判断变压器的损伤程度，目前，检测变压器绕组变形的方法主要有低电压阻抗法和频率响应分析法^[3]。在DL/T 1093-2008《电力变压器绕组变形的电抗法检测判断导则》和DL/T 911-2016《电力变压器绕组变形的频率响应分析法》规范中有对这两种方法的原理、判断标准有详细描述，本文不再赘述，仅就根据基本原理，使用仪器，现场条件等因数，分析这两种变压器绕组变形检测方法的优缺点，如表2所示。

表2 低电压电阻法和频率响应分析法对比

4 防范措施

（1） 新上变压器选型时应根据变压器安装处的短路电流，选择合适的短路阻抗；

（2） 核算系统短路电流，与录波比较，查找抗短路能力不足的变压器；

（3） 严防变压器出口短路和近区短路事故发生，加强变压器周围运行环境管理，尽量避免短路冲击；

（4） 对遭受过短路冲击的变压器进行统计，开展绕组变形检测，进行诊断，防止变压器带病运行酿成事故；

（5） 对新上变压器在交接时应进行绕组变形试验并留存数据，对没有绕组变形试验数据已投运的35 kV及以上电压等级的变压器应利用检修期间，进行试验并存档数据，以备出口短路时进行比对分析。

参考文献：

[1] 王梦云.110 kV及以上变压器事故与缺陷统计分析[J].供用电,2007,24(1):1-5.

[2] 徐大可,汲胜昌,李彦明.变压器绕组变形在线监测的理论研究[J].高电压技术,2000,26(3):16-18.

[3] 郭翔.变压器绕组变形综合检测仪及其应用[J].电世界,2016,57(5):32-35.