变压器短路故障现象、变压器短路故障的排查方法
一、故障现象
故障后现象为：变压器主保护动作、本体非电量保护动作，当故障非常严重时可大量喷油并起火燃烧。
通常分为外部故障和内部故障。外部短路故障类型有：绝缘套管闪络或破碎而发生的接地、变压器中低压桩头至其相应的开关柜间的母线或电缆相间、相地间发生弧光短路、对应的开关柜母线及其出线至变压器100M范围内的短路。故障后现象为：套管、避雷器、互感器、过电压吸收器、开关、母线支柱绝缘子、架空线路绝缘子炸裂；电缆及电缆头起火；母线间有小动物或导电异物桥接，母线或带电体上有放弧痕迹等。内部短路其主要类型有：各相绕组之间发生的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。
二、危害辨识
1 工艺设备危害辨识
故障造成电压波动或供电中断，使生产系统减量或停车，设备停运。特别是变压器低压出口短路时形成的故障一般要更换绕组，严重时可能要更换全部绕组，从而造成十分严重的后果和损失，因此，尤应要引起足够的重视。
2 人身危害辨识
（1） 变压器喷油、爆炸燃烧、可能造成烧伤；
（2）瓷绝缘子炸裂时四处飞溅可能造成击伤；
（3） 母线短路时产生的弧光可能造成肢体或眼睛灼伤；
（4） 发生短路时引起周围发生火灾，造成烧伤或窒息；
（5） 短路时产生的电动力引起物件掉落造成砸伤。
三、故障分析及定位
1 工作原理
（1） 短路电流引起绝缘过热故障原理
变压器突发短路时，其高、低压绕组可能同时通过为额定值数十倍的短路电流，它将产生很大的热量，使变压器严重发热。当变压器承受短路电流的能力不够，热稳定性差，会使变压器绝缘材料严重受损，而形成变压器击穿及损毁事故。
变压器的出口短路主要包括：三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路等几种类型。对220kV三绕组变压器而言，高压对中、低压的短路阻抗一般在10％一30％之间，中压对低压的短路阻抗一般在10％以下，因此变压器发生短路故障时，强大的短路电流致使变压器绝缘材料受热损坏。
（2） 短路电动力引起绕组变形故障原理
变压器绕组在出口短路时，将承受很大的轴向和辐向电动力。轴向电动力使绕组向中间压缩，这种由电动力产生的机械应力，可能影响绕组匝间绝缘，对绕组的匝间绝缘造成损伤；而辐向电动力使绕组向外扩张，可能失去稳定性，造成相间绝缘损坏。电动力过大，严重时可能造成绕组扭曲变形或导线断裂。
2 故障分析及定位
（1） 分析继电保护装置动作情况，判断故障的类型和大致故障区域：
a、内部故障：差动保护动作、轻重瓦斯动作、压力释放阀动作或油流继电器动作；
b、出口故障：差动保护动作；
c、近区故障：后备保护动作。
（2） 外观检查，根据继电保护动作情况，按大致故障分析现场察看定位：
a、内部故障：变压器瓦斯内有气体，量较多且颜色不纯或变压器喷油。
b、出口故障：变压器桩头至相应进线柜间套管、避雷器、支柱绝缘子闪络或炸裂，电缆冒烟或起火；
c、近区故障：进线柜后开关柜爆炸，套管、避雷器、支柱绝缘子、线路绝缘子闪络或炸裂，电缆冒烟或起火。
3 解决思路
（1） 优化选型要求。选型应选用能顺利通过短路试验的变压器并合理确定变压器的容量，合理选择变压器的短路阻抗。
（2） 优化运行条件。对变压器出线桩头要采取防护措施，要在变压器周围设置护栏或护网；要提高电力线路的绝缘水平，特别是提高变压器出线一定距离的绝缘水平，同时提高线路安全走廊和安全距离要求的标准，降低近区故障影响和危害，包括重视电缆的安装检修质量(因电缆头爆炸大多相当于母线短路)；对重要变电站的中、低压母线，考虑全封闭，以防小动物侵害；提高对开关质量的要求，防止发生拒分等。
（3） 优化运行方式。确定运行方式要核算短路电流，并限制短路电流的危害。如采取装备用电源自投装置后开环运行，以减少短路时的电流和简化保护配置；对故障率高的非重要出线，可考虑退出重合闸保护；提高速切保护性能，压缩保护时间；220kV及以上电压等级的变压器尽量不直接带l0kV等级的电力负荷等。
（4） 提高运行管理水平。首先要防止误操作造成的短路冲击；要加强变压器的适时监测和检修，及时发现变压器的变形强度，保证变压器的安全运行，其次要强化积淀保护的管理和校验，防止保护定值不当和保护拒动。
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