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摘 要：在电力系统中，电力变压器是非常重要的设备，引起变压器匝间短路故障的的原因有很多，其中，变压器的绝缘功能受损，以及变压器受潮都有影响。使用电气试验来探究电力变压器出现匝间短路之后，应该怎么进行故障处理。
关键词：电气试验；变压器；匝间短路；故障探讨
0.前言
在现代的工业生产活动中，工厂中一般使用流水作业的方式，这就需要供电的持续性，以及可靠性。在輸变电设备中，变压器是复杂而又重要的设备，特别是常用的110kv变压器，容易出现短路故障，故障出现之后，对企业的正常生产运作造成很大的损失[1]。变压器的匝间短路故障是比较常见的，并且如果只是轻微的短路，不容易被察觉，变压器仍然可以正常的运作。但是如果没有排查出来，轻微短路有可能变成严重的短路，在工业生产中出现变压器的匝间短路，会给企业的生产造成严重的后果。
1.110kv变压器匝间短路故障的分析内容
在对110kv电力变压器的故障检测中，主要有以下的检测项目。
1.1绕组直流电阻检测
直流电阻的检测是一项非常有效的试验项目，能直接反映绕组匝间的短路，接头接触不良，导线电阻差异，分接开关接触情况，以及绕组断股等问题。检测的环境温度为25度，记录每次的数据，如果检测数据表明，绕组直流电阻的阻值明显较少，误差超过了限定值，直流电阻的阻值减小，一般是由于匝间短路导致的。
1.2油色谱试验
在一般的情况下，检验变压器中是否有电弧放电的情况，只要通过检测变压器中的乙炔气体，氢气的体积分数进行相关检测。变压器中的固体绝缘材料受热或是经过电弧放射的影响之后，会有乙炔气体产生，氢气是因为绝缘油或是绝缘材料受到电弧影响之后产生的。对于110kv变压器发生故障前的检测数据，也就是标准数据值，与发生故障后的色谱数据进行对比分析。相关的数据规定是说乙炔的体积分数要小于5×10-6，氢气的体积分数标准值为150×10-6，如果超出此数值，可以初步判定是因为变压器内部的放电现象造成的。两种气体的超标，使得保护装置发出了保护动作信号，在对变压器进行轻瓦斯试验，试验表明动作信号准确，进一步验证了短路故障是因为变压器的内部放电导致的。
1.3介质损耗试验
测量变压器绕阻的介质损耗因素tgδ，可以用来判断变压器是否存在短路故障，对于中小型的变压器，这个方法十分有效，但是大型变压器的损耗体积较小，相对整体体积来说灵敏度很低。因为，变压器的绕阻介质损耗因素tgδ是由多个等值的电路并联而成的，绕阻的总阻值小于支路电路的tgδ值，并大于tgδ的最小值。只有在短路部分体积较大时，才容易测量出来，反映出不合格数值。在现实中，对比理论值与测量值的差异，分析大型变压器的双绕组进行介质损耗因素以及电容的变化关系，试验参照《现场绝缘实验实施导则.介质损耗因素tgδ试验》。
1.4变比试验
在变比试验中，如果双绕组变压器的绕组出现了匝间短路的故障，匝间短路的绕组直流电阻变小，比其它同类两相绕组电阻小；一次（二次）绕组匝间短路，变比会变小（变大）。在电阻值变小后，若高压线圈短路则变比值变小，若低压线圈短路则变比值变大。因此可以通过直流双臂电桥测量绕组的电阻值，与其他二相或以前记录值相比较。
1.5绕组变形试验
对变压器进行高频电压通电，其中的绕组都可以成为由曲线电阻，电容，以及电感等组成的线性双口网络，绕组发生变形的话，会造成参数的变化，以至于网络传递函数的额极值点和零点发生变化，通过使用频率分析法，可以检验变压器的绕组变形状况。对试验结果进行横向和纵向的分析，比较振幅特性差别，判断绕组产生变形与否。
1.6变压器短路试验
通过对变压器的短路试验可以求得变压器的负载损耗Pk和短路阻抗Zk，变压器的短路阻抗是指在额定频率和参考温度下，一对绕组中、某一绕组的端子之间的等效串联阻抗Zk=Rk+jXk。由于它的值除计算之外，还要通过负载试验来确定，所以习惯上又把它称为短路电压或阻抗电压。阻抗一般使用百分比来表示[2]，即uz=（Uz/U1n）*100%。短路试验可以再任何一侧进行，但由于试验过程电流过大，可达到额定电流，而锁甲电压Uk很低，因而通常将高压线圈接至电源，而将低压线圈直接短路。
2.故障实例
2.1故障简述
某厂区的某一台110kv且型号确定的变压器，容量为50000kVA，接线组别是YND11，判定这台变压器是属于免维护的变压器类型。因为厂区的扩建，增加了电力负荷，变压器出现短路故障，检查之后，发现10kv避雷器以及电缆头损坏等[3]。一段时间后，主变三侧开关跳闸。
2.2故障整体分析
跳闸发生后，对变压器进行整体的检查，其外观没有异常，高低压管无明显放电迹象，且高低压管中的油位正常，呼吸器运转正常。对变压器进行油样色谱分析，事故前后的数据对比如表1所示。通过表中的数据对比分析发现，油样本中的总烃超过安全值，油料中的乙炔，氢气等其他含量也显著增加。采用三比值法来分析事故后数据，可得出结论：变压器发生放电故障。在放电事故较为严重的情况下，对绕阻也会有很大的损伤，变压器的绝缘造成难以修复的伤害，绕阻的主绝缘故障，或是纵绝缘故障，要对吊芯进行处理。
如果绕阻出现了很大的损伤，绕阻的三相直流电阻会出现误差。为了判定是否有绕阻损伤，要对绕阻的直流电阻测量，结果如表2所示。测试结果表明，三相绕阻直流电阻保持平衡，试验电压较小，不能做为判定绕阻完好的根据[4]。对变压器进行绝缘电阻以及介质损耗试验，数据均是合格，表明变压器的主绝缘无故障，但是，高低压绕阻的电容出现了比较大的变化，电容量的变化超过±5%，可以判定绕阻发生明显位移。具体如表3所示。
2.3处理方法
对发生故障的变压器进行返厂检修，将变压器进行解体检查，发现低压绕阻发生了波浪变形，并有融化的现象，需要更换绕阻零件。因为短路电流的冲击作用，高压线圈有轻度变形，绝缘片移动，高压线圈的损伤较小，可以直接修复，投入使用。铁芯钢硅片位移严重，出现振动位移，尽量更换铁芯。
3.110kv变压器匝间短路的防范以及建议
3.1严格执行相关规定
严格执行企业电力变压器的冲击损坏相关制度，加强变压器的型号选择管理，选择有良好运行实例的厂家，并且是制造产业成熟的生产厂家的产品。对于110kv的变压器要使用的产品，必须是突发短路试验合格的。
3.2加强线路的防雷措施
在110kv的变压器中，一般使用35kv的线路，在线路上加上避雷器，能有效防止雷电带来的冲击而造成的匝间短路，改善高空线路的接地线网，在导线的上部架设架空地线等方法，都可以有效的提升输电线的防雷避电能力[5]。
4.结语
总之，变压器的能否安全可靠的运行，关系到电力系统运作的连续性和稳定性。在变压器的匝间短路原因分析中，要综合使用电气试验方法，例如，绕组直流电阻检测，油色谱试验，短路故障损耗试验，变比试验，绕组变形试验等。结合试验数据来进一步的分析故障，提出相应的处理方案，减少处理故障耗费的时间，保证电力系统的安全连续的运作。
参考文献
[1]唐崇年，靳晓飞，付文光，辛彩芬.110kV变压器匝间短路故障分析及防范措施[J].内蒙古电力技术，2013，03：114-116.
[2]陈彬.110kV变压器匝间短路故障电气试验分析[J].科技与企业，2013，21：343-344.
[3]罗菲.110kV变压器匝间短路故障电气试验[J].黑龙江科技信息，2011，22：32+127.
[4]李健，赵双兵，张红旗，胡科.110kV变压器匝间短路故障分析与处理[J].中国电业（技术版），2011，02：8-11.
[5]吴春志.浅谈110kV变压器匝间短路故障试验分析[J].中国新技术新产品，2014，21：44.
关键词：电气试验；变压器；匝间短路；故障探讨
0.前言
在现代的工业生产活动中，工厂中一般使用流水作业的方式，这就需要供电的持续性，以及可靠性。在輸变电设备中，变压器是复杂而又重要的设备，特别是常用的110kv变压器，容易出现短路故障，故障出现之后，对企业的正常生产运作造成很大的损失[1]。变压器的匝间短路故障是比较常见的，并且如果只是轻微的短路，不容易被察觉，变压器仍然可以正常的运作。但是如果没有排查出来，轻微短路有可能变成严重的短路，在工业生产中出现变压器的匝间短路，会给企业的生产造成严重的后果。
1.110kv变压器匝间短路故障的分析内容
在对110kv电力变压器的故障检测中，主要有以下的检测项目。
1.1绕组直流电阻检测
直流电阻的检测是一项非常有效的试验项目，能直接反映绕组匝间的短路，接头接触不良，导线电阻差异，分接开关接触情况，以及绕组断股等问题。检测的环境温度为25度，记录每次的数据，如果检测数据表明，绕组直流电阻的阻值明显较少，误差超过了限定值，直流电阻的阻值减小，一般是由于匝间短路导致的。
1.2油色谱试验
在一般的情况下，检验变压器中是否有电弧放电的情况，只要通过检测变压器中的乙炔气体，氢气的体积分数进行相关检测。变压器中的固体绝缘材料受热或是经过电弧放射的影响之后，会有乙炔气体产生，氢气是因为绝缘油或是绝缘材料受到电弧影响之后产生的。对于110kv变压器发生故障前的检测数据，也就是标准数据值，与发生故障后的色谱数据进行对比分析。相关的数据规定是说乙炔的体积分数要小于5×10-6，氢气的体积分数标准值为150×10-6，如果超出此数值，可以初步判定是因为变压器内部的放电现象造成的。两种气体的超标，使得保护装置发出了保护动作信号，在对变压器进行轻瓦斯试验，试验表明动作信号准确，进一步验证了短路故障是因为变压器的内部放电导致的。
1.3介质损耗试验
测量变压器绕阻的介质损耗因素tgδ，可以用来判断变压器是否存在短路故障，对于中小型的变压器，这个方法十分有效，但是大型变压器的损耗体积较小，相对整体体积来说灵敏度很低。因为，变压器的绕阻介质损耗因素tgδ是由多个等值的电路并联而成的，绕阻的总阻值小于支路电路的tgδ值，并大于tgδ的最小值。只有在短路部分体积较大时，才容易测量出来，反映出不合格数值。在现实中，对比理论值与测量值的差异，分析大型变压器的双绕组进行介质损耗因素以及电容的变化关系，试验参照《现场绝缘实验实施导则.介质损耗因素tgδ试验》。
1.4变比试验
在变比试验中，如果双绕组变压器的绕组出现了匝间短路的故障，匝间短路的绕组直流电阻变小，比其它同类两相绕组电阻小；一次（二次）绕组匝间短路，变比会变小（变大）。在电阻值变小后，若高压线圈短路则变比值变小，若低压线圈短路则变比值变大。因此可以通过直流双臂电桥测量绕组的电阻值，与其他二相或以前记录值相比较。
1.5绕组变形试验
对变压器进行高频电压通电，其中的绕组都可以成为由曲线电阻，电容，以及电感等组成的线性双口网络，绕组发生变形的话，会造成参数的变化，以至于网络传递函数的额极值点和零点发生变化，通过使用频率分析法，可以检验变压器的绕组变形状况。对试验结果进行横向和纵向的分析，比较振幅特性差别，判断绕组产生变形与否。
1.6变压器短路试验
通过对变压器的短路试验可以求得变压器的负载损耗Pk和短路阻抗Zk，变压器的短路阻抗是指在额定频率和参考温度下，一对绕组中、某一绕组的端子之间的等效串联阻抗Zk=Rk+jXk。由于它的值除计算之外，还要通过负载试验来确定，所以习惯上又把它称为短路电压或阻抗电压。阻抗一般使用百分比来表示[2]，即uz=（Uz/U1n）*100%。短路试验可以再任何一侧进行，但由于试验过程电流过大，可达到额定电流，而锁甲电压Uk很低，因而通常将高压线圈接至电源，而将低压线圈直接短路。
2.故障实例
2.1故障简述
某厂区的某一台110kv且型号确定的变压器，容量为50000kVA，接线组别是YND11，判定这台变压器是属于免维护的变压器类型。因为厂区的扩建，增加了电力负荷，变压器出现短路故障，检查之后，发现10kv避雷器以及电缆头损坏等[3]。一段时间后，主变三侧开关跳闸。
2.2故障整体分析
跳闸发生后，对变压器进行整体的检查，其外观没有异常，高低压管无明显放电迹象，且高低压管中的油位正常，呼吸器运转正常。对变压器进行油样色谱分析，事故前后的数据对比如表1所示。通过表中的数据对比分析发现，油样本中的总烃超过安全值，油料中的乙炔，氢气等其他含量也显著增加。采用三比值法来分析事故后数据，可得出结论：变压器发生放电故障。在放电事故较为严重的情况下，对绕阻也会有很大的损伤，变压器的绝缘造成难以修复的伤害，绕阻的主绝缘故障，或是纵绝缘故障，要对吊芯进行处理。
如果绕阻出现了很大的损伤，绕阻的三相直流电阻会出现误差。为了判定是否有绕阻损伤，要对绕阻的直流电阻测量，结果如表2所示。测试结果表明，三相绕阻直流电阻保持平衡，试验电压较小，不能做为判定绕阻完好的根据[4]。对变压器进行绝缘电阻以及介质损耗试验，数据均是合格，表明变压器的主绝缘无故障，但是，高低压绕阻的电容出现了比较大的变化，电容量的变化超过±5%，可以判定绕阻发生明显位移。具体如表3所示。
2.3处理方法
对发生故障的变压器进行返厂检修，将变压器进行解体检查，发现低压绕阻发生了波浪变形，并有融化的现象，需要更换绕阻零件。因为短路电流的冲击作用，高压线圈有轻度变形，绝缘片移动，高压线圈的损伤较小，可以直接修复，投入使用。铁芯钢硅片位移严重，出现振动位移，尽量更换铁芯。
3.110kv变压器匝间短路的防范以及建议
3.1严格执行相关规定
严格执行企业电力变压器的冲击损坏相关制度，加强变压器的型号选择管理，选择有良好运行实例的厂家，并且是制造产业成熟的生产厂家的产品。对于110kv的变压器要使用的产品，必须是突发短路试验合格的。
3.2加强线路的防雷措施
在110kv的变压器中，一般使用35kv的线路，在线路上加上避雷器，能有效防止雷电带来的冲击而造成的匝间短路，改善高空线路的接地线网，在导线的上部架设架空地线等方法，都可以有效的提升输电线的防雷避电能力[5]。
4.结语
总之，变压器的能否安全可靠的运行，关系到电力系统运作的连续性和稳定性。在变压器的匝间短路原因分析中，要综合使用电气试验方法，例如，绕组直流电阻检测，油色谱试验，短路故障损耗试验，变比试验，绕组变形试验等。结合试验数据来进一步的分析故障，提出相应的处理方案，减少处理故障耗费的时间，保证电力系统的安全连续的运作。
参考文献
[1]唐崇年，靳晓飞，付文光，辛彩芬.110kV变压器匝间短路故障分析及防范措施[J].内蒙古电力技术，2013，03：114-116.
[2]陈彬.110kV变压器匝间短路故障电气试验分析[J].科技与企业，2013，21：343-344.
[3]罗菲.110kV变压器匝间短路故障电气试验[J].黑龙江科技信息，2011，22：32+127.
[4]李健，赵双兵，张红旗，胡科.110kV变压器匝间短路故障分析与处理[J].中国电业（技术版），2011，02：8-11.
[5]吴春志.浅谈110kV变压器匝间短路故障试验分析[J].中国新技术新产品，2014，21：44.