变压器绕组匝间短路的简单判断
配电变压器常见故障分析判断及处理
配电变压器常见故障分析判断及处理内容提要：配电变压器的安全运行管理工作是我们日常工作的重点，本文重点介绍变压器常见故障分析判断及处理方法，为同行们分析、判断、故障原因及故障的预防和处理提供一些依据。
关键词：变压器、故障分析、处理建筑电力用户通常采用的中小型电力变压器，他需要一个长期稳定的运行环境，正确维护电力变压器，对提高电力用户的供电可靠性具有很深远的意义。
要想正确有效的维护电力变压器正常运行，除掌握变压器的理论知识外，对运行中变压器经常出现的异常情况及故障也应具有准确的分析判断能力，从而为故障的预防和处理提供准确的依据。
一、电力变压器常见故障的分析判断电气工作人员可以随时通过对声音、振动、气味、变色、温度及其它现象的变化来判断变压器的运行状态，分析事故发生的原因、部位及程度。
从而根据所掌握的情况进行综合分析，结合各种检测结果对变压器的运行状态做出最后判断。
（一）直观判断1、声音正常运行时，由于交流电通过变压器绕组，在铁芯里产生周期性的交变磁通，引起电钢片的磁致伸缩，铁芯的接缝与叠层之间的磁力作用以及绕组的导线之间的电磁力作用引起振动，发出平均的“嗡嗡”响声。
如果产生不均匀响声或其它响声，都属不正常现象。
（1）若音响比平常增大而均匀时，则一种可能是电网发生过电压，另一种也可能是变压器过负荷，在大动力设备（如大型电动机），负载变化较大，因五次谐波作用，变压器内瞬间发出“哇哇”声。
此时，再参考电压与电路表的指示，即可判断故障的性质。
然后，根据具体情况改变电网的运行方式与减少变压器的负荷，或停止变压器的运行等。
（2）音响较大而噪杂时，可能是变压器铁芯的问题。
例如，夹件或压紧铁芯的螺钉松动时，仪表的指示一般正常，绝缘油的颜色、温度与油位也无大变化，这时应当停止变压器的运行进行检查。
（3）音响中夹有放电的“吱吱”声时，可能是变压器或套管发生表面局部放电。
如果是套管的问题，在气候恶劣或夜间时，还可见到电晕辉光或蓝色、紫色的小火花，此时应清除套管表面的脏污，再涂上硅油或硅脂等涂料。
变压器匝间短路保护
变压器保护一直是电力系统继电保护中的重点，关系到整个系统的安全稳定。
据统计资料显示[1]，变压器匝间短路占电力系统中大型变压器故障的50 ％～60 ％。
匝间短路时的一个典型特点是：短路电流可达额定电流的数十倍，但三相线电流并未显著增大[2]。
由于外部短路电流等因数的影响，变压器三相不平衡电流较大，一般情况下，变压器差动保护的整定值都设定较高，不能灵敏反映匝间故障[3]，这个矛盾一直是匝间短路保护的一个难题。
为此，一些学者进行了大量研究，文献[4]中利用霍尔元件反应漏磁场变化，判定是否发生匝间短路，其主要思想如下：以高低压绕组等高变压器来分析，变压器没有发生匝间短路前其漏磁场如图磁力线分布均匀,在绕组中部P一P 截面的横向漏磁场分量为零;变压器发生匝间短路后其漏磁场如图3,由于短路匝出现较强漏磁场,从而使磁力线分布很不均匀,P-P 截面的横向漏磁场分量不为零,若利用霍尔元件安装在绕组中部P-P 截面处来测量漏磁场变化,就可简单地判定变压器是否发生了匝间短路。
利用霍尔元件测量变压器发生匝间短路时的漏磁场变化,可简单判定变压器是否发生匝间短路,但霍尔元件的可靠安装很复杂，实用较难。
文献[5]基于功率损耗突变，通过实时计算有功损耗和无功损耗的比值进行匝间短路判定。
当故障发生时，该比值可发生较大突变，从而可测到轻微匝间故障，但由于功率损耗与电压有关，该方法可能存在较大误差。
文献[6]利用短路阻抗的变化监测绕组状态从而识别变压器绕组故障。
实时采集模型变压器原、副边的电压、电流信号后，针对电压、电流传感器采集信号的特点，应用小波变换除去噪声，再利用基于离散傅里叶变换的高精度相位识别法，辨识各正弦量间的相位差，得到各负载情况下变压器绕组等效电路的短路阻抗。
变压器绕组未发生状态改变时，不同负载情况下短路阻抗的辨识差别不超过0.64%；若变压器绕组发生变形及匝间短路等故障，短路阻抗的变化量达到5.6%以上。
文献[7]提出了基于电流比变化量的匝间短路保护方法，在变压器带负载运行后，利用绕组电流以变压器两侧绕组电流比值的变化量是否超过整定值作为保护判据，保护算法简单，能够灵敏监测变压器匝间故障，本文主要介绍这种短路保护方法。
基于行波分析的变压器绕组匝间短路故障定位
４ １ ０ ０ ０ ７ ； ３ ． 北京信息科技大学计算机学 院 北京 １ ０ ０ １ ０ １ ）
要： 针对变压器绕组 匝间轻微短路故障定位 问题 ， 本文提 出基 于行波分析 的故障定位 方法 。该 法在绕组 线端输 入低压 脉
冲 以获取行波反射信号 ， 基于相关系数和 ｓ Ｇ滤波的改进 Ｅ Ｅ ＭＤ降噪法降低噪声对行波 的干扰 ， 分别采 用相似度 分析法与 能量 比值法分析行 波 ， 得到大致 随故 障位置单调变化 的故 障特征集 ， 再结合 遗传神经 网络建立起故 障特征 与故 障位置 的映射关 系 ， 实现 匝间短路故 障定位 。仿 真和样本 实验 结果表明了本文方法的可行性 。 关键词 ： 变压器 ； 故障定位 ； 匝间短路 ； 行波； Ｅ Ｅ ＭＤ降噪 ； Ｇ Ａ — Ｂ Ｐ神经 网络
３ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｆ ｏ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｂ ｅ ｉ ｉ ｆ ｎ ｇ， Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ０ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｔ ｒ ａ ｖ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ｗ ａ ｖ ｅ ， ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｄ ｅ — ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｅ ｎ ｓ ｅ ｍ ｂ ｌ ｅ ｅ ｍ ｐ ｉ ｉ ｒ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｄ ｅ ｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ （ Ｅ Ｅ ＭＤ）ｄ ｅ — ｎ ｏ ｉ ｓ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｃ ｏ ｒ —
ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ Ｓ ａ ｖ ｉ ｔ ｚ ｋ ｙ — Ｇ ｏ ｌ ａ ｙ （ Ｓ Ｇ） ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ｔ ｏ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ｊ ａ ｍ ｍｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｖ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ｗ ａ ｖ ｅ ； ｔ ｈ ｅ ｎ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍ ｉ ｌ ａ ｉ ｒ ｔ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｃ ｏ ｍ ｂ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｄ ｕ ｌ－ ａ ｔ ｒ ｅ ｅ ｃ ｏ ｍ ｐ ｌ ｅ ｘ ｗ ａ ｖ ｅ ｌ ｅ ｔ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ（ Ｄ Ｔ — Ｃ ＷＴ）ａ ｎ ｄ ｕ ｎ ｉ ￣ ｍ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｄ ｅ ｎ ｃ ｅ ｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅ ａ ｌ ｇ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ａ ｒ ｅ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ
电力变压器匝间短路故障分析及处理
电力变压器匝间短路故障分析及处理
一、电力变压器匝间短路故障分析
电力变压器匝间短路故障是一类常见的故障，它可能会引起电力变压器受损，严重时甚至可能会导致电力变压器损坏。
这类故障普遍存在，而由此造成的电力变压器损坏率也非常高，因此如何有效的分析和处理电力变压器匝间短路故障至关重要。
1．确定短路故障的原因及类型。
2．使用交直流双谐振分析仪，分析故障的电磁特性，以确定故障的位置。
3．使用变压器包换比及各次绕组绝缘电阻测量仪，分析电力变压器内部结构，以确定是否存在短路现象及其位置。
4．使用高频电流计量仪，分析变压器各次绕组之间的电流平衡，根据测量结果确定是否存在匝间短路。
二、电力变压器匝间短路故障处理
1．故障排除
故障排除是电力变压器短路故障处理的重要环节，应根据故障类型，正确进行。
【珍藏】变压器绕组匝间短路的判断5
变压器短路故障排查作业指导..................................................................................................... ①电力变压器常见故障分析及处理................................................................................................. ②变压器绕组匝间短路的简单判断................................................................................................. ⑧变压器短路故障排查作业指导1 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。
2 危害辨识2.1 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。
2.2 人身危害辨识2.2.1 变压器喷油、爆炸燃烧可能造成烧伤；2.2.2 瓷绝缘子炸裂时四处飞溅可能造成击伤；2.2.3 母线短路时产生的弧光可能造成肢体或眼睛灼伤；2.2.4 发生短路时引起周围发生火灾，造成烧伤或窒息；2.2.5 短路时产生的电动力引起物件掉落造成砸伤。
变压器绕组匝间短路的简单判断
变压器绕组匝间短路的简单判断变压器是发送变企业和各行各业生产中最常用的设备之一，由于它体积大、价格高且长时间带电运行，流过高低压绕组的电流通常都很大，加上检修工质量不到位、环境污染、各类过电压等原因，容易产生各种缺陷，如果得不到准确的判断和及时的处理，将会造成很大的经济损失。
一般的常规试验对于检查变压器的接触不良、绕组断股、绝缘（整体、局部）受潮、绝缘（整体、局部）老化等灵敏度很高。
但这些试验项目对检查变压器绕组匝间短路可以说是个盲区，只用变压器的特性（空载、短路）试验才能对其作出准确判断。
但进行变压器的特性（空载、短路）试验所需试验设备多且各种试验设备体积容量大，试验电源容量要求也很大，因此做起来也很不方便。
下面将介绍一种既简单又行之有效的方法。
具体情况作一下分析：首先简单介绍一下变压器的绝缘结构：变压器的绝缘分为主绝缘和纵绝缘两部分。
主绝缘分是指绕组对地和绕组之间的绝缘；纵绝缘是指线饼间、层间和匝间的绝缘。
接下来针对变压器常规检测绝缘的试验能够鉴定的各种缺陷的具体情况进行一下对比：序号常规试验方法能发现的绝缘缺陷不能发现的绝缘缺陷所需试验设备情况1绝缘电阻、吸收比及激化指数主绝缘贯通的集中性缺陷，整体受潮及局部缺陷；纵绝缘中出现的各种缺陷；各种绝缘电阻测试仪；体积小、携带方便；2直流泄露电流主绝缘贯通的集中性缺陷，整体受潮及局部缺陷，及一些未完全贯通的集中性缺陷。
纵绝缘中出现的各种缺陷；直流高压发生器；体积小、携带方便；3介质损耗的测量主绝缘整体受潮、劣化；纵绝缘中出现的各种缺陷；各种介损测试仪；体积适中、携带比较方便；4交流耐压缺陷是主绝缘强度下降到低于试验电压；纵绝缘中出现的各种缺陷；各种交流耐压发生器；体积适中、携带比较方便；5直流电阻绕组接头的焊接质量；严重金属性匝间短路；检查分接开关的档位；绕组有无断线和接触不良；纵绝缘中出现的非金属性匝间短路；各种直流电阻测试仪；体积小、携带方便；6变压比测量绕组匝数比的正确性；检查分接开关的档位；严重金属性匝间短路；纵绝缘中出现的非金属性匝间短路；各种变比电桥；体积小、携带方便；7感应耐压试验检查变压器的纵绝缘和主绝缘的绝缘强度；缺陷未达到使绝缘强度下降至试验电压以下；各种感应耐压装置；体积较大、携带不方便，试验步骤复杂；8特性试验测量本身的损耗、参数检查纵绝缘的强度；主绝缘非严重性缺陷；大容量电源、高精度的PT、CT和各种表计；试验步骤复杂；由以上对比结果可以看出，前四种试验根本无法测出纵绝缘中出现的各种缺陷；第五、六种试验仅能够对绕组的严重金属性匝间短路缺陷做出判断，但有些绕组的匝间短路缺陷是非金属性匝间短路，它们对此则无能为力了。
变压器相间短路,匝间短路
1、绝缘老化
2、转子摩擦
3、电机过载、缺相烧坏绝缘
4、异物掉入，转动后擦坏绝缘短路
相间短路
定义：这里的“相”指三相对称制交流电源，是由三个单相交流电源所组成的电源系统——简称三相交流电源。我国所采用的供电方式称为三相四线制交流电源，三相发电机的绕组作星形连接。各绕组的首端称端线，端线与端线之间的电压称为线电压。各绕组的末端连接在一起称中线，与端线之间的电压称为相电压。相间短路是指端线与端线之间未经过负载（即用电器）而相连接所造成的电源短路。
相间短路通常是端部相间绝缘薄膜、漆布、或双层线圈的层间垫条没有垫妥，在电机受热或受潮的情况下，这些薄弱处绝缘下降，最后击穿形成相间短路。也有绕组间联线套管处理不妥造成。
匝间短路
就是同一个绕组是由很多圈（匝）线绕成的，如果绝缘不好的话，叠加在一起的线圈之间会短路，这样一来，相当于一部分线圈直接被短路掉不起作用了。匝间短路后，电机的绕组因为一部分被短路掉，磁场就和以前不同了，不对称了，而且剩余的线圈电流比以前大了，电机运行中会振动增大，电流增大，出力相对减小。
Hale Waihona Puke 电机绕组是由漆包线一匝匝绕成的，电机运行时，电流是通过每匝线圈形成回路，产生旋转磁场使电机转动做功的，那么线匝有时因为电机振动、受潮、或老化等原因，使相邻的一匝或几匝线圈绝缘损坏，造成电流在损坏处直接通过，就是匝间短路
主要有三种原因：
1 电机过载或堵转造成电机过热使匝间绝缘损坏；
2 电机的输入电压过高而导致匝间绝缘损坏；
匝间短路测试仪工作原理及判定方法
匝间短路测试仪工作原理及判定方法匝间短路测试仪是用于电机、变压器等电器设备的线圈绕组测试的一种设备。
它可以检测绕组的匝间短路现象，并诊断绕组的状态，以便及时排除故障，保证设备的正常运行。
下面我们将详细介绍匝间短路测试仪的工作原理和判定方法。
一、工作原理匝间短路测试仪主要是通过高压点火源产生高压放电信号，然后通过探头将信号发送到绕组固定在模具上进行放电检测。
其中，高压点火源一般为三角波或正弦波信号，频率在10kHz-50kHz之间，电压的级数为100V-1000V。
而探头则采用分布式电容式或共振式构成，用于放电检测时将信号传输到绕组的任意两匝间，以判断是否存在匝间短路现象。
在对绕组进行放电过程中，若绕组中存在匝间短路，则放电电压会在短路处产生部分电流，形成一个放电脉冲信号。
而放电脉冲信号可以通过特定的算法来处理，从而判断匝间是否存在短路现象。
二、判定方法匝间短路测试仪判定匝间短路主要有以下两种方法：1. 电压法电压法是通过测量绕组放电时的电压信号来判定绕组是否存在匝间短路的方法。
在进行匝间短路测试时，若绕组存在匝间短路，则会在放电时产生比正常放电电压高的放电信号，即电压上升幅度较大。
而若绕组没有匝间短路，则放电时电压信号的上升幅度会比较平缓。
因此，电压法主要是通过测量放电时的电压信号，来判断绕组是否存在匝间短路。
在测量过程中，若电压信号的上升幅度达到设定的阈值，即判定为匝间短路。
2. 时间法时间法是通过测量放电时的时间间隔来判定绕组是否存在匝间短路的方法。
在进行匝间短路测试时，若绕组存在匝间短路，则放电信号的时间间隔会比较短，而若绕组没有匝间短路，则放电信号的时间间隔会比较长。
因此，时间法主要是通过测量放电时的时间间隔，来判断绕组是否存在匝间短路。
在测量过程中，若时间间隔达到设定的阈值，则判定为匝间短路。
三、总结匝间短路测试仪是一种可以检测绕组匝间短路现象的设备。
它主要是通过高压点火源产生高压放电信号，然后通过探头将信号发送到绕组固定在模具上进行放电检测。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
变压器绕组匝间短路的简单判断
张绍峰
摘要：针对电力生产中使用的变压器几多竟是用的电炉变等运行中出现的变压器绕组匝间短路，介绍一个简易的判断方法。
关键词：变压器、匝间短路、空升；
变压器是发送变企业和各行各业生产中最常用的设备之一，由于它体积大、价格高且长时间带电运行，流过高低压绕组的电流通常都很大，加上检修工质量不到位、环境污染、各类过电压等原因，容易产生各种缺陷，如果得不到准确的判断和及时的处理，将会造成很大的经济损失。
一般的常规试验对于检查变压器的接触不良、绕组断股、绝缘（整体、局部）受潮、绝缘（整体、局部）老化等灵敏度很高。
但这些试验项目对检查变压器绕组匝间短路可以说是个盲区，只用变压器的特性（空载、短路）试验才能对其作出准确判断。
但进行变压器的特性（空载、短路）试验所需试验设备多且各种试验设备体积容量大，试验电源容量要求也很大，因此做起来也很不方便。
下面将介绍一种既简单又行之有效的方法。
具体情况作一下分析：
首先简单介绍一下变压器的绝缘结构：变压器的绝缘分为主绝缘和纵绝缘两部分。
主绝缘分是指绕组对地和绕组之间的绝缘；纵绝缘是指线饼间、层间和匝间的绝缘。
接下来针对变压器常规检测绝缘的试验能够鉴定的各种缺陷的具体情况进行一下对比：
由以上对比结果可以看出，前四种试验根本无法测出纵绝缘中出现的各种缺陷；第五、六种试验仅能够对绕组的严重金属性匝间短路缺陷做出判断，但有些绕组的匝间短路缺陷是非金属性匝间短路，它们对此则无能为力了。
后两种试验能够准确的检测出所有的绕组的匝间短路缺陷，但要进行这些大型试验对于一些大型变压器来说是有价值的，可是对较小型变压器来说则费时费力所需成本也太高了。
下面就根据现场的实际经验介绍一个简单有效的方法来判断变压器绕组的非金属性匝间短路。
2009年09月24日武电多经碳素公司#3电炉变故障过流速断跳闸，变压器本体有烧焦气味放出。
拆线后对本体进行试验。
进行的试验项目有：1、绝缘电阻；2、所有档的直流电阻；3、所有档的电压比；4、交流耐压；以上所有试验
均合格。
再次投变压器过流速断仍跳闸，吊芯检查仍未发现故障点。
组装后再次投运，过流速断再次跳闸。
在此情况下采用了这个简单的方法进行检测，发现高压侧绕组存在非金属性匝间短路。
此台变压器为太原变压器厂制造（型号：HKD7—1350/6；额定容量：1350KV A；额定电压：6000V/50~100V，额定电流：140.7~225A/16880~13500A；空载电流：一档：0.05%、九档：0.145%、十四档：1.35%）返厂后经证实确实为高压侧绕组非金属性匝间短路故障。
具体测试方法如同做变压器的空载试验，其具体过程如下：此变压器为单相变压器，在变压器满档时（一档）高压侧线间接一（0—250V）调压器并串量程相当的电流表一块并接入监视电压的（0—300V）电压表一块，缓慢升压的同时检测电流表的指示，当电压升至200V左右时电流已经到了200A，远远高于额定空载电流0.05%（0.1125A），同理在低压侧加压进行此项试验电流有所增加但不明显；故判断为高压侧存在非金属性匝间短路。
将此测量方法归纳如下：在进行变压器的故障检查试验时，怀疑存在匝间短路在进行直流电阻和变比测量不能判断时可用此方法进行简单判断，首先应在怀疑的电压等级侧进行加压试验。
根据变压器的相数选择相应的单相或三相调压器进行变压器的空载接线试验，缓慢增压的同时观察电流变化，若电流变化很大远远超出额定空载电流则为存在非金属性匝间短路。
如果选用单相或三相调压器不方便时也可直接用220V或380V电源直接合闸冲击监看电流进行判断，其效果相同。
（注意：选用的合闸电源电压必须低于加压侧的额定电压。
）这种方法的优点是：试验方法简单试验仪器少，效果明显同时花费时间少。
随着国家经济的高速发展，电力建设的超规模扩展。
变压器在各行各业中的使用也越来越多，在使用的同时也会发生各式各样的缺陷，我们只有努力学习认真观察不断的积累经验才能跟上时代的脚步。
青铝发电周晓勇
2013-7-13。