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摘要：主变电器又可以称为“主变”，是一个单位或者是变电站用来进行输变电的总降压变压器，同时也是变电站的重要内容。在220kV变电站中，主变压器如果发生故障，将会对变电站造成极大的影响。文章通过对220 kV变电站主变压器在进行大修以后闭闸瞬间产生的层间短路事件进行了一系列的分析，并对其产生短路故障的原因进行了研究，以供后续参考。
关键词：220kV变电站、变压器、短路故障、研究
引言：按照国家电网蒙东电力有限公司在2016年设计的检修方案，在2016年9月22日对220kV变电站进实行相应的A类检修，检修任务由特变电工沈阳变压器集团有限公司承担。在维修工作中主要包含了对变压器解体吊罩、内绝缘件紧固和变压器所有密封垫更换等各方面检查。在2016年的9月30号正式完成检修工作，并且没有发现异常情况。同时，在10月1号到3号，对220 kV变电站主变压器实行了常规性的系统检修，并对局部的耐压进行了实验，并且取得了合格。
1 故障情况及原因排查
1.1故障简介
在10月4号，在对 1号主变压器冲击合闸试验过程中，A套的PST1200保护装置以及B套SGT756保护装置全部开始运行，220kv侧201断路器发生了三相跳闸，并促发轻瓦斯报警器。在进行保护后，电流互感器、隔离开关、避雷器和排水管线在差动保护运行范围内，以及主变压器箱体的1号进行了检查等，没有发现异常。在检查过程中发现主变压器本体瓦斯继电器内部具有一定的气体。通过对1号主变器保护措施和装置的故障录波图实行具体分析，能发现高压侧 V相产生了异常的高压侧 V相，对其判断为高压侧 V相。如图1：
1.2排查原因
1.2.1 对排油内检和局放耐压进行试验
（1）在10月5号对1号主变器进行了故障检测，结果表明，乙炔在变压器本体油中溶解体积分数为12.62×10-6，不符合相应的标准要求，而在其他常规监测中并没有发现异常。
（2）在10月10日，开展了长时间感应压力带失效后的首次局部放电试验。在实验电压达到0.7Um时，V相发出了异响，三相超调，变压器箱下部可听到异常噪声。并经油相色谱分析，乙炔体积分数严重超标，高达20×10-6。
（3）在对1号主变器进行检测时，没有发现明显的放电点。检查时发现变压器在低压侧下部，铁芯上有一个带紧固螺栓的垫圈松动。
（4）在10月17日的常规试和交流耐压试验结果均合格，过后一日对1号主变器实行二次长时间感应耐压带局部放电试验。在试验中出现三相超标情况，当V相压至1.1U m时，内部出现异常声音，部分释放试验失败。
1.2.2 破坏性故障诊断分析试验
（1）10月19号，对1号主变压器实行了吊盖检查、清洗拧紧、新油注入、热油循环等试验，没有发现异常。通过委托三方组织进行常规试验和局部压力冲击试验，对吊罩进行了复检，没有发现明显放电点。
（2）试验电源频率为200hz，局部放大器采样频率为50hz。研究发现，在正负半周的时间内，局部放电信号呈簇状分布，局部放电信号的峰值频率为42.067 kHz，按照波形和频率能够判断局部放电信号为金属放电和可疑的尖端放电，如图2：
（3）在是实验结束后，取油样实行油相色谱分析，发现乙炔体积分数达到2.22×10-6，不符合相应要求。虽然氢气没有超标，但出现上升趋势。经过上述实验和分析，并根据之前吊罩的检查结果，没有异常。初步判断，出现故障的地方为，绕组内油纸压板下部引线接触处。
1.2.3 拆解绕组
在11月25号时开展了吊罩内检、吊罩内检等各种检查，均未发现明显放电点。在27日时，实行了高压绕组拆解，发现在高压绕组上端的几个屏蔽纸压板上形成了碳化印记，高压和调压绕组之间的屏蔽纸压板上也形成了大量的黑色碳化痕迹。在高压绕组中，第九、十层线饼中发现了严重的烧毁点，表面具有极为明显的碳化痕迹，如图3。四层导体和绝缘油纸受径向燃烧损伤，其中第二层、三层损伤最严重，并在损伤后留下0.5 cm宽的导体。高压绕组拆解后，依次拆解中压、低压两个绕组和内屏蔽纸板，没有明显异常点。
2 故障发生经过及损毁原因分析
2.1 故障发生经过
通过分析我们可以发现，出现故障的主要原因是变压器绕组第九、十层饼间绝缘击穿，造成短路。在进行冲击合闸实验之前，邮箱内部的金属异物使线饼层之间的搭接形成短路，并在冲击合闸的时候产生瞬时过电压。在第9、10层中产生的饼间短路，导致短路穿透烧伤，并在短时间内热量会对轴向四层导体行程破坏，使得绝缘油纸出现损害。1号主变压器第二套保护装主要在10月4日01：32进行正确的差动保护，220kV侧的201断路器出现了三相跳闸的现场。在绕组被燃烧以后，高压绕组外出现了许多铜屑，这些铜屑附着在下垫和压板上。发生故障的地方热量不断提高，热绝缘油携带碳化物快速上升，在绕组与上屏蔽纸板之间形成炭黑标记。并形成了大量的故障气体，背景显示1主变压器光煤气报警器。
2.2 损毁原因
（1）在1号主變压器运作的过程中，因为9、10层的线饼之间只有两层主变压器，比对其他的油道显得更加狭窄，并且绝育裕度极低，非常容易产生绝缘击穿。
（2）因为在发生事故的时候，并没有出现断路、断股和层间短路情况，而纸绝缘在烧毁以后，油槽内充油恢复了一定的绝缘。所以，常规的中直阻、变比、空载等实现也没有出现异常，它仍然可以承受1.3 Um的测试电压，在局部放电耐压测试中没有击穿。 （3）在试验过程中发生的金属撞击声是通过调压线圈的金属放电和通过油箱内磁屏蔽的折射而产生的可听到的声音。
3 解决措施及建议
3.1 重新设计铁心油道
经过对发生故障的原因进行分析我们可以知道，变压器在长时间运作以后，硅钢片组间十分容易造成短路。目前，核心硅钢片组之间并没有间隙，并十分容易产生涡流，引起过热。因此，建议相关部门在铁心中设置10毫米的油道充当散热的途径，以防止涡流出现损耗，并对空载的特性实行新的测量。
3.2 改用绝缘胶垫
在这项变压器中铁轭、油箱外壳、夹件中使用胶垫进行缓冲，这种设计方案容易造成多点接地、形成循环、发热，建议采用无边橡胶垫。
3.3 重新绕制绕组
对于变压器三相绕组应该根据招标技术原则的具体要求继续拧复绕，在复绕以后的变压器试验结果应该符合交接试驗准则和防事故措施的实际要求。并且，在后续的变压器大修环节中，建议相关部门加强对异物的清理，并严格遵守生产管理机制，采取反事故措施，规范作业，强化内部检测，防止相似的故障再次出现。
结论：在第二次局方耐压的实验过程中，针对V相以供升压两次。第一次在击穿后再次升压，并且在升压的时候打断了局放测试仪的连接，防止了再次击穿对局放测试仪产生的影响。本次检测和实验在整个环节中并没有开启潜油泵，这样良好的规避了金属碎屑、碳化绝缘油纸再邮箱内部的扩散。这次故障分析试验实行了两次局部放电试验，但均未实行耐压和短路冲击试验，阻止了事故点产生进一步扩展。
参考文献：
[1]左秀江，杨玉新，刘辰，秘立鹏，周一童.220kV变电站主变压器大修后短路故障试验分析[J].内蒙古电力技术，2017，35（05）：82-84+100.
[2]黎进.220kV变电站主变压器故障分析及对策[J].机电信息，2017（30）：14-15.
[3]丁培，吴旭涛，郝金鹏，王海龙.步桥220kV变电站4号主变压器短路故障分析[J].宁夏电力，2013（03）：17-21.
[4].推行全面质量管理——南社变电站八天完成150MVA/220kV主变压器大修[J].华北电力技术，1986（Z1）：1-3.
关键词：220kV变电站、变压器、短路故障、研究
引言：按照国家电网蒙东电力有限公司在2016年设计的检修方案，在2016年9月22日对220kV变电站进实行相应的A类检修，检修任务由特变电工沈阳变压器集团有限公司承担。在维修工作中主要包含了对变压器解体吊罩、内绝缘件紧固和变压器所有密封垫更换等各方面检查。在2016年的9月30号正式完成检修工作，并且没有发现异常情况。同时，在10月1号到3号，对220 kV变电站主变压器实行了常规性的系统检修，并对局部的耐压进行了实验，并且取得了合格。
1 故障情况及原因排查
1.1故障简介
在10月4号，在对 1号主变压器冲击合闸试验过程中，A套的PST1200保护装置以及B套SGT756保护装置全部开始运行，220kv侧201断路器发生了三相跳闸，并促发轻瓦斯报警器。在进行保护后，电流互感器、隔离开关、避雷器和排水管线在差动保护运行范围内，以及主变压器箱体的1号进行了检查等，没有发现异常。在检查过程中发现主变压器本体瓦斯继电器内部具有一定的气体。通过对1号主变器保护措施和装置的故障录波图实行具体分析，能发现高压侧 V相产生了异常的高压侧 V相，对其判断为高压侧 V相。如图1：
1.2排查原因
1.2.1 对排油内检和局放耐压进行试验
（1）在10月5号对1号主变器进行了故障检测，结果表明，乙炔在变压器本体油中溶解体积分数为12.62×10-6，不符合相应的标准要求，而在其他常规监测中并没有发现异常。
（2）在10月10日，开展了长时间感应压力带失效后的首次局部放电试验。在实验电压达到0.7Um时，V相发出了异响，三相超调，变压器箱下部可听到异常噪声。并经油相色谱分析，乙炔体积分数严重超标，高达20×10-6。
（3）在对1号主变器进行检测时，没有发现明显的放电点。检查时发现变压器在低压侧下部，铁芯上有一个带紧固螺栓的垫圈松动。
（4）在10月17日的常规试和交流耐压试验结果均合格，过后一日对1号主变器实行二次长时间感应耐压带局部放电试验。在试验中出现三相超标情况，当V相压至1.1U m时，内部出现异常声音，部分释放试验失败。
1.2.2 破坏性故障诊断分析试验
（1）10月19号，对1号主变压器实行了吊盖检查、清洗拧紧、新油注入、热油循环等试验，没有发现异常。通过委托三方组织进行常规试验和局部压力冲击试验，对吊罩进行了复检，没有发现明显放电点。
（2）试验电源频率为200hz，局部放大器采样频率为50hz。研究发现，在正负半周的时间内，局部放电信号呈簇状分布，局部放电信号的峰值频率为42.067 kHz，按照波形和频率能够判断局部放电信号为金属放电和可疑的尖端放电，如图2：
（3）在是实验结束后，取油样实行油相色谱分析，发现乙炔体积分数达到2.22×10-6，不符合相应要求。虽然氢气没有超标，但出现上升趋势。经过上述实验和分析，并根据之前吊罩的检查结果，没有异常。初步判断，出现故障的地方为，绕组内油纸压板下部引线接触处。
1.2.3 拆解绕组
在11月25号时开展了吊罩内检、吊罩内检等各种检查，均未发现明显放电点。在27日时，实行了高压绕组拆解，发现在高压绕组上端的几个屏蔽纸压板上形成了碳化印记，高压和调压绕组之间的屏蔽纸压板上也形成了大量的黑色碳化痕迹。在高压绕组中，第九、十层线饼中发现了严重的烧毁点，表面具有极为明显的碳化痕迹，如图3。四层导体和绝缘油纸受径向燃烧损伤，其中第二层、三层损伤最严重，并在损伤后留下0.5 cm宽的导体。高压绕组拆解后，依次拆解中压、低压两个绕组和内屏蔽纸板，没有明显异常点。
2 故障发生经过及损毁原因分析
2.1 故障发生经过
通过分析我们可以发现，出现故障的主要原因是变压器绕组第九、十层饼间绝缘击穿，造成短路。在进行冲击合闸实验之前，邮箱内部的金属异物使线饼层之间的搭接形成短路，并在冲击合闸的时候产生瞬时过电压。在第9、10层中产生的饼间短路，导致短路穿透烧伤，并在短时间内热量会对轴向四层导体行程破坏，使得绝缘油纸出现损害。1号主变压器第二套保护装主要在10月4日01：32进行正确的差动保护，220kV侧的201断路器出现了三相跳闸的现场。在绕组被燃烧以后，高压绕组外出现了许多铜屑，这些铜屑附着在下垫和压板上。发生故障的地方热量不断提高，热绝缘油携带碳化物快速上升，在绕组与上屏蔽纸板之间形成炭黑标记。并形成了大量的故障气体，背景显示1主变压器光煤气报警器。
2.2 损毁原因
（1）在1号主變压器运作的过程中，因为9、10层的线饼之间只有两层主变压器，比对其他的油道显得更加狭窄，并且绝育裕度极低，非常容易产生绝缘击穿。
（2）因为在发生事故的时候，并没有出现断路、断股和层间短路情况，而纸绝缘在烧毁以后，油槽内充油恢复了一定的绝缘。所以，常规的中直阻、变比、空载等实现也没有出现异常，它仍然可以承受1.3 Um的测试电压，在局部放电耐压测试中没有击穿。 （3）在试验过程中发生的金属撞击声是通过调压线圈的金属放电和通过油箱内磁屏蔽的折射而产生的可听到的声音。
3 解决措施及建议
3.1 重新设计铁心油道
经过对发生故障的原因进行分析我们可以知道，变压器在长时间运作以后，硅钢片组间十分容易造成短路。目前，核心硅钢片组之间并没有间隙，并十分容易产生涡流，引起过热。因此，建议相关部门在铁心中设置10毫米的油道充当散热的途径，以防止涡流出现损耗，并对空载的特性实行新的测量。
3.2 改用绝缘胶垫
在这项变压器中铁轭、油箱外壳、夹件中使用胶垫进行缓冲，这种设计方案容易造成多点接地、形成循环、发热，建议采用无边橡胶垫。
3.3 重新绕制绕组
对于变压器三相绕组应该根据招标技术原则的具体要求继续拧复绕，在复绕以后的变压器试验结果应该符合交接试驗准则和防事故措施的实际要求。并且，在后续的变压器大修环节中，建议相关部门加强对异物的清理，并严格遵守生产管理机制，采取反事故措施，规范作业，强化内部检测，防止相似的故障再次出现。
结论：在第二次局方耐压的实验过程中，针对V相以供升压两次。第一次在击穿后再次升压，并且在升压的时候打断了局放测试仪的连接，防止了再次击穿对局放测试仪产生的影响。本次检测和实验在整个环节中并没有开启潜油泵，这样良好的规避了金属碎屑、碳化绝缘油纸再邮箱内部的扩散。这次故障分析试验实行了两次局部放电试验，但均未实行耐压和短路冲击试验，阻止了事故点产生进一步扩展。
参考文献：
[1]左秀江，杨玉新，刘辰，秘立鹏，周一童.220kV变电站主变压器大修后短路故障试验分析[J].内蒙古电力技术，2017，35（05）：82-84+100.
[2]黎进.220kV变电站主变压器故障分析及对策[J].机电信息，2017（30）：14-15.
[3]丁培，吴旭涛，郝金鹏，王海龙.步桥220kV变电站4号主变压器短路故障分析[J].宁夏电力，2013（03）：17-21.
[4].推行全面质量管理——南社变电站八天完成150MVA/220kV主变压器大修[J].华北电力技术，1986（Z1）：1-3.