变压器的基本原理是原、副线圈感生电动势之比等于匝数比。要保证匝数的准确,匝和匝之间就必须保证绝缘,匝和匝之间绝缘破坏就会形成匝间短路,匝数变化,导致变压器不能正常工作。
变压器匝间短路现象
1、电流增大;
2、油面增高,变压器内部发出“咕嘟”声;
3、侧电压不稳定,呼高呼低;
4、阀喷油。将导致瓦斯保护或差动保护动作。
变压器匝间短路分析
变压器匝间短路故障的匝数一般很少,故障时绕组中这部分被短接起来,但仍是闭合的线圈,相当于产生了一个新的高匝比NS的“短路变压器”;剩下未短路的部分可以当成另一变压器N1‘。原变压器绕组变成了匝间短路绕组和剩余部分绕组并联组成的绕组。
从短路匝的角度分析。考虑变压器的饱和因素,即使发生匝间短路,铁芯内的磁通量也不会明显变化。假设原边的感应电势为E1,短路匝的感应电势则为ES=(NS/N1)E1,而短路匝的阻抗ZS=Z1(NS/N1)2很小,将会引起很大的短路电流IS=(N1/NS)I1。该电流为变压器内部匝间短路提供了监测的线索。匝间短路的绕组由于电流很大发生绕组的熔化,现场发现周围有铜珠。
区别变压器内部故障还是外部故障;内部故障时,变压器发生相间短路的概率很小,有研究统计,变压器内部故障发生匝间短路的概率为85%。相间短路发生在高压侧和中压侧比较好鉴别,发生在低压侧时,按照滞后相的电流为其他两相的两倍来鉴别,且该两相的相位相反。
如果确定为匝间短路,严格区分高压侧、中压测、低压侧匝间短路。某一相高压侧电流最大,则该相为匝间短路相。某变压器为三相三柱式变压器,高压侧为电源侧,中压侧和低压侧为负荷侧。绕组发生匝间短路,匝间短路和剩余绕组并联后的阻抗比匝间短路的阻抗较小,折算到高压侧的短路阻抗很小,故高压侧的回路阻抗变小,进行短路计算时,高压侧电流变大。所以从故障电流看出,故障时高压侧B相的电流最大,推测B相发生匝间短路。
进行高压试验的局放试验中,给低压侧B相加压,由于电流过大,无法加压。此时存在两种可能:(1)低压侧匝间短路,此时给低压侧绕组加压,相当于低压侧绕组匝数变少,低压侧电流增大。(2)高压侧或中压侧匝间短路,在电源侧低压侧加压,此时匝间短路使得副边的绕组接近于短路,使原边无法励磁,电压全部加在漏抗上,导致低压侧电流过大。
而短路时高压侧电压基本正常,可以判断出故障肯定在中压侧或者低压侧B相。结合绕组的频率响应曲线分析,中压侧绕组发生严重变形,可以推测最可能的故障为中压侧B相匝间短路。经过吊罩检查,分析结果与实际一致。