徐濟(jì)順

摘 要：變壓器匝間短路作為變壓器的常見(jiàn)故障，如何簡(jiǎn)單有效地從變壓器的電流信息中分析出變壓器是否存在匝間短路。所以，從理論上分析主變?cè)验g故障的故障模型，結(jié)合一起主變內(nèi)部故障時(shí)實(shí)際故障信息，從而驗(yàn)證故障模型的正確性。最后根據(jù)主變?cè)验g故障的特點(diǎn)提出匝間故障實(shí)用分析方法。

關(guān)鍵詞：匝間短路 故障分量 序網(wǎng)圖

中圖分類(lèi)號(hào)：U226 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（c）-0029-02

變壓器故障從其結(jié)構(gòu)上通常分為繞組故障、套管故障、分接開(kāi)關(guān)故障、鐵芯故障及其它故障等。其中繞組故障是最嚴(yán)重的故障，它分為匝間、層間、相間的短路、接地和斷線等。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，主變?cè)验g短路占主變故障的一半。匝間短路故障作為變壓器一種比較常見(jiàn)的故障，比較輕微，不易被發(fā)覺(jué)，且變壓器還能運(yùn)行。但如果不能及時(shí)排除這種輕微的內(nèi)部故障，隨著時(shí)間推移，會(huì)發(fā)展越來(lái)越嚴(yán)重，將釀成嚴(yán)重的后果。對(duì)匝間短路的分析還缺乏有效的理論，而生產(chǎn)過(guò)程中匝間短路故障出現(xiàn)會(huì)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，需要一種有效的變壓器匝間短路分析模型。該文應(yīng)用對(duì)稱(chēng)分量法得出變壓器發(fā)生匝間短路時(shí)的序網(wǎng)圖，提出了變壓器匝間短路的分析模型。

1 問(wèn)題的提出

變壓器作為電力系統(tǒng)輸變電過(guò)程中的主要電力設(shè)備，其可靠運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的意義。希望在運(yùn)行監(jiān)視過(guò)程中發(fā)現(xiàn)變壓器高壓側(cè)及其它側(cè)電流出現(xiàn)異常而保護(hù)未動(dòng)作時(shí)，能判斷出變壓器是否存在故障，如果出現(xiàn)輕微故障便能及時(shí)將變壓器停運(yùn)，避免故障擴(kuò)大?；蛘咦儔浩鞴收咸l后，根據(jù)其電流信息判斷是否變壓器故障，避免再次試送對(duì)變壓器造成沖擊。或是區(qū)外故障誤動(dòng)，可以及時(shí)恢復(fù)變壓器運(yùn)行，提高供電可靠性。

在變壓器出現(xiàn)輕微故障時(shí)如何快速、有效地進(jìn)行判別，這需要對(duì)變壓器進(jìn)行故障分析，關(guān)于變壓器故障分析大都是變壓器引出線上的相間故障或接地故障，對(duì)于變壓器內(nèi)部匝間故障的分析較少，所以該文基于對(duì)稱(chēng)分量法從理論上分析主變?cè)验g故障的故障模型，結(jié)合一起主變內(nèi)部故障時(shí)實(shí)際故障信息，從而驗(yàn)證故障模型的正確性。

2 理論分析

Y/△接線的雙繞組變壓器在高壓星形繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，可把短路繞組和高壓繞組分離開(kāi)來(lái)，于是故障后的變壓器可看作一個(gè)Y/Y/△接線的三繞組變壓器，高壓繞組的匝數(shù)也相應(yīng)減少，由此可見(jiàn)，Y/△接線的雙繞組變壓器匝間短路模型為Y/Y/△接線的三繞組變壓器。

變壓器被看成是三繞組變壓器，其等值回路是由三個(gè)漏抗ZH，ZL，ZK按星形連接的回路。H，L，K分別表示高壓側(cè)、低壓側(cè)及短路繞組側(cè)。Z1fh和Z2fh為低壓側(cè)的正、負(fù)序負(fù)荷阻抗。高壓側(cè)中性點(diǎn)接地時(shí)刀閘S閉合，否則S斷開(kāi)。

由于Z1fh《Z1s、ZH、ZL；Z2fh》Z2s、ZH、ZL。所以忽略Z1s、Z2s、ZH、ZL。且Y/△接線的變壓器，圖2可簡(jiǎn)化為圖3。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)前面的理論分析和實(shí)際故障計(jì)算表明，變壓器匝間短路應(yīng)用對(duì)稱(chēng)分量法可以簡(jiǎn)化為圖3所示的序網(wǎng)圖。該文中提出的變壓器匝間短路故障模型及計(jì)算方法適用于變壓器匝間短路時(shí)故障電流的幅值及相位計(jì)算。以上分析得出變壓器匝間故障時(shí)的電流特征，根據(jù)其故障特征可以在變壓器運(yùn)行中或故障跳閘后簡(jiǎn)單、快速并且可靠的判斷出變壓器是否存在故障，以便于運(yùn)行維護(hù)，在電網(wǎng)運(yùn)行中具有一定的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫旭東.電機(jī)學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[2] 胡冠中，姚纓英，倪光正.變壓器繞組內(nèi)部短路故障的數(shù)值仿真方法[J].浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，23（3）：336-341.