（吕梁供电公司变电运检室（汾阳） 山西汾阳 032200）
摘要：电力变压器在运行过程中会不可避免地遭受到外部短路冲击，为了保证其运行安全，抗短路能力成为考核变压器必需的一项指标。变压器突发短路试验是给其施加一种强电流时的机械强度试验，是严格考核变压器抵抗突发短路最为直接和有效的手段，也是对变压器制造综合技术能力和工艺水平的一种考验。突发短路试验中需要试验电源在规定的试验时间持续提供足够的试验电流，选择合适的试验电源可以经济高效地完成试验。本文基于突发短路造成110kV主变压器损坏原因分析展开论述。
关键词：突发短路；110kV；主变压器损坏原因分析
引言
近年来，电网系统在网运行的变压器因外部短路故障导致的恶性事故屡有发生，原因之一是变压器制造厂早些年因技术、材料及工艺等因素的限制，造成变压器自身的抗短路能力不足，无法承受短路机械力的作用，导致绕组变形、崩溃甚至烧毁。变压器承受短路能力不足已成为危及电网安全运行最主要的因素之一。
1变压器短路风险评估及检修策略
变压器突发短路试验是变压器在出厂前监测其质量最为有效的手段之一，在前期的实验研究和质量控制方面体现出了不可替代的优势。当前国家电网公司已经将突发短路试验列为变压器的抽检项目，对于变压器整体质量的提升具有重要的意义。对比制造厂提供的变压器各绕组可承受的最大短路电流与计算的国标短路电流和实地短路电流大小，即可判断变压器的抗短路能力是否满足国标和实地短路电流要求，从而得到变压器的实地运行风险。根据变压器绕组承受短路的能力，可以得出的结论是：变压器不能承受实地最大短路电流，这时变压器的短路风险较大，在发生出口短路时可能会发生绕组变形、崩溃甚至烧毁。这时应考虑将变压器换到短路电流水平较小的变电站（即两台变压器易地运行）或进行绕组的技术改造。一般来说，优先考虑变压器易地运行，易地运行的原则为：易地运行后的两台变压器均满足当地未来5年的负荷水平；两台变压器的电压比相同；若两个变电站存在并联运行的情况，易地后并联运行的两台变压器应容量相同、短路阻抗相差不超过10%；易地后两台变压器均能满足未来5年变电站的实地短路电流水平。对于无法进行易地运行的变压器，运行年限超过20年的建议整体更换，运行年限未满20年的建议进行绕组技术改造，技术改造后的变压器各绕组均应满足国标短路电流的要求。
2变压器短路故障
大型电力变压器发生短路故障的诱因非常多，其发生故障时的表现、特征也多种多样，发生短路时，电路中短时流过巨大的电流，有时候甚至达到正常运行时电流的几十倍。短时间内，剧烈增加的电流，将产生巨大的电磁力，绕组在巨大电磁力的作用下可能会发生严重破坏，进而导致一系列事故的发生。根据公司比较典型的变压器短路故障案例以及实际使用情况，对故障的分析总结为如下几点：1）变压器发生故障后，首先是产生激变的电流，从而在绕组中产生较大的电磁力，导致变压器绕组机械失稳变形，触发短路，可能进一步导致整台设备短路起火。2）通常情况下，变压器发生短路故障时，绕组发生较大破坏的区域均处于低压绕组，出现绕组的严重机械变形。3）当变压器发生短路故障时，一般会出现绕组在轴向方向整体失稳，绝缘松散的绕组可能出现掉落，造成线段之间的短路，从而引发绕组结构的整体性失效。4）变压器内绕组若为螺旋式结构，当短路故障产生时，在绕组电磁力的作用下，绕组受到沿圆周方向的旋转力，从而导致绕组端部的绝缘体被甩出，加剧了绕组在轴向上的失稳与破坏情况。5）根据研究，众多的变压器在短路发生时，绕组自身并未出现过热的现象，绝缘层完好，无融化现象。因此可以把变压器短路破坏更多地理解为动稳破坏，而不是热破坏，变压器自身结构的材料设计余量是足够的。6）短路故障时，统计大量变压器故障情况得到：在变压器三相绕组中，通常情况下破坏最严重的是低压内绕组。7）短路发生时，通常产生巨大的电磁力，导致绕组之间产生“吸”、“斥”力，从而导致绕组产生更大的破坏。
3事故原因分析
（１）抗突发短路能力太差。这是造成主变压器损坏的主要原因。故障发生处的实际短路容量大大超出了主变压器能够承受的短路容量。一号主变压器采用的抗短路能力校核方法和结果与现阶段我国先进的校核方法和结果存在差异，抗短路能力在最初设计时就存在缺陷，致使主变压器在突发短路中损坏。（２）电容器组电力电缆短路故障。一号主变压器损坏的诱发因素是主变压器间的电容器组电力电缆短路故障。检修人员进行质量检测后，发现电容器组电力电缆存在多项参数不符合技术标准的现象。（３）安装工艺落后。一号主变压器最初安装，没有采用整体套装工艺，绕组轴向压力分布不均衡，进而导致轴向不稳，突发短路故障时，在强大的短路电流影响下，绕组导线可能会发生翻转。（４）对主变压器的选材不严格。低压绕组采用的是半硬自粘导线，这种导线在突发短路承受故障电流时，受到强烈的电动力影响，发挥不出原有的自粘作用，出现松散现象，进而影响低压绕组的稳定性。（５）楔形垫块松动。一号主变压器转弯处的楔形垫块由于过短，会产生松动现象，在突发短路时，强大电流动力致使楔形垫块掉落或出现位移等现象，从而不能起到预防导线发生位置变化的支撑作用。（６）层压木垫块分层。突发短路时，在电流电动力的作用下，一号主变压器线饼间所采用的层压木垫块会出现分层现象，折断后，线饼间的绝缘距离缩短，进而造成击穿短路。（７）近区短路故障冲击力过大。在突发近区短路时，由于阻抗很小，所以短路电流很大，强大电动力导致绕组损坏。近区短路对变压器的影响最大，应尽力避免。
4变压器的故障演变过程
变压器过载运行时间较长时，将会导致变压器内部产生较多的热量，使变压器整体温度不断升高，加速变压器绝缘材料的老化，导电性能增强，使变压器内部出现短路；变压器处于过电压状态工作时，会引起导体尖端毛刺位置放电，使绝缘体表面碳化，绝缘性能降低最后击穿，导致变压器内部短路；变压器铁芯松动将会增大铁芯的电能损失，导致铁芯温度升高，加速绝缘材料的老化，出现局部放电击穿绝缘层，出现变压器短路故障；导线连接松动会增大接触位置的电阻值，增加导线的发热量，加速接触面的氧化速度，也会导致绝缘体变质甚至烧毁，使变压器出现短路。变压器产生故障时均会引起内部温升，加速内部绝缘材料的老化，因此绝缘阻值变化是变压器短路故障发生的重要原因。绝缘材料的性质决定着绝缘阻值，在实际应用中，绝缘阻值随温度的升高而升高，但是当温度过高时会引起材料的破坏，
结束语
变压器是电力系统中重要的一次设备，其运行状态的正常与否对整个电力系统的稳定具有重要意义。目前我国的电网容量日益增加，短路容量也随之不断增大，作为电力系统核心的电力变压器的运行可靠性愈发重要。一旦变压器的短路耐受能力不达标，可能造成大面积停电等重大事故，带来巨大的经济损失。近些年来的变压器事故统计结果显示，变压器本身抗短路能力不足已经成为变压器事故最主要的原因，给电力系统的稳定运行带来了极大的安全隐患。
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