變壓器的基本原理是原、副線圈感生電動勢之比等于匝數比。要保證匝數的準確,匝和匝之間就必須保證絕緣,匝和匝之間絕緣破壞就會形成匝間短路,匝數變化,導致變壓器不能正常工作。
變壓器匝間短路現象
1、電流增大;
2、油面增高,變壓器內部發出“咕嘟”聲;
3、側電壓不穩定,呼高呼低;
4、閥噴油。將導致瓦斯保護或差動保護動作。
變壓器匝間短路分析
變壓器匝間短路故障的匝數一般很少,故障時繞組中這部分被短接起來,但仍是閉合的線圈,相當于產生了一個新的高匝比NS的“短路變壓器”;剩下未短路的部分可以當成另一變壓器N1‘。原變壓器繞組變成了匝間短路繞組和剩余部分繞組并聯組成的繞組。
從短路匝的角度分析。考慮變壓器的飽和因素,即使發生匝間短路,鐵芯內的磁通量也不會明顯變化。假設原邊的感應電勢為E1,短路匝的感應電勢則為ES=(NS/N1)E1,而短路匝的阻抗ZS=Z1(NS/N1)2很小,將會引起很大的短路電流IS=(N1/NS)I1。該電流為變壓器內部匝間短路提供了監測的線索。匝間短路的繞組由于電流很大發生繞組的熔化,現場發現周圍有銅珠。
區別變壓器內部故障還是外部故障;內部故障時,變壓器發生相間短路的概率很小,有研究統計,變壓器內部故障發生匝間短路的概率為85%。相間短路發生在高壓側和中壓側比較好鑒別,發生在低壓側時,按照滯后相的電流為其他兩相的兩倍來鑒別,且該兩相的相位相反。
如果確定為匝間短路,嚴格區分高壓側、中壓測、低壓側匝間短路。某一相高壓側電流最大,則該相為匝間短路相。某變壓器為三相三柱式變壓器,高壓側為電源側,中壓側和低壓側為負荷側。繞組發生匝間短路,匝間短路和剩余繞組并聯后的阻抗比匝間短路的阻抗較小,折算到高壓側的短路阻抗很小,故高壓側的回路阻抗變小,進行短路計算時,高壓側電流變大。所以從故障電流看出,故障時高壓側B相的電流最大,推測B相發生匝間短路。
進行高壓試驗的局放試驗中,給低壓側B相加壓,由于電流過大,無法加壓。此時存在兩種可能:(1)低壓側匝間短路,此時給低壓側繞組加壓,相當于低壓側繞組匝數變少,低壓側電流增大。(2)高壓側或中壓側匝間短路,在電源側低壓側加壓,此時匝間短路使得副邊的繞組接近于短路,使原邊無法勵磁,電壓全部加在漏抗上,導致低壓側電流過大。
而短路時高壓側電壓基本正常,可以判斷出故障肯定在中壓側或者低壓側B相。結合繞組的頻率響應曲線分析,中壓側繞組發生嚴重變形,可以推測最可能的故障為中壓側B相匝間短路。經過吊罩檢查,分析結果與實際一致。