一起干式变压器短路事故的分析

一起干式变压器短路事故的分析

吴桂林 张斯清 姚红梅

（湖北三宁化工股份有限公司， 443206，湖北宜昌）

1事故情况

2018年11月6日8：35，热能中心1#变压器损坏短路,该主变高压侧断路器跳闸，厂用电切换为备用电源供电。

检査确认，该变压器电流速断保护、差动保护均动作。现场励磁变压器为干式变压器，型号为SCB11-2000/10，联结方式为Yyn0，额定容量为2000kVA，额定电压为10kV/0.4kV，出厂日期为2018年10月，新投运的一台变压器。

2现场检查

a. 现场外观检查发现：干式变压器高压侧罩壳因空间短路爆炸飞出架体严重变形。

b.变压器本体检查：

1、高压试验前高压ABC三相对地绝缘电阻均在5MΩ以上，AC相直流电阻正常，ABBC相直流电阻无穷大，据此判断，确定B相高压线圈内部有断路现象，低压侧均正常。

2、三相高压线圈外表B相高压线圈上部接线端头螺杆与变压器低压本体上铜排都有拉弧烧黑烧熔现象，B相下端与C相电源端连接铜排与C线圈首端连接处均有烧熔短路现象。

c. 高压柜综自跳闸状态，跳闸值A相157A（换算成一次值6280A），B相235A（换算成一次值9400A），C相242A（换算成一次值9680A），主回路电缆完好，说明B、C相本体出了问题。

d. 进行直流耐压试验，A、C相在35kV时泄漏值很小，较正常，B相在8kV时击穿，不正常。试验后A、C相绝缘电阻值为10MΩ，B相绝缘电阻值为0MΩ。

返厂对该干式变压器进行解体检查，发现变压器上铁轭棱角处有放电痕迹。拔出三相高、低压线圈后，发现三相铁心柱均有过热迹象，铁心柱绝缘绑带因过热而脆化、发黄。B相铁心柱拉带与下夹件等电位联结线均烧断， A、C两相联结线则完好。铁心接地片被烧出了一个直径约5mm的小洞。高压线圈B相上部第一段外面五层绕组变形严重，打开后发现绕组层间绝缘已烧焦，有一股导线断，还有一处电弧严重灼伤点。

低压线圈将三相绕组全部展开检查，未发现明显放电点，内部绝缘筒也未发现放电痕迹。对地绝缘电阻值为10MΩ以上，但线圈外有黑点应该是由于放电烧焦物落入使得绕组出线铜排与铁心拉带接触所致。

3原因分析

变压器的高压侧为三角形接法，根据变压器保护装置故障显示及变压器现状分析，变压器B相线圈运行中发生突变，造成熔断，高压绕组B尾与C头相连，引起电流急升，大电流冲击，导致变压器本体内的端头接线螺杆发生冒火，继而引发BC相间拉弧造成短路，电流电压均发生突变，变压器外壳内瞬间发生空间二次短路，产生很大的冲击短路电流，导致外壳变形，造成网络电压波动，引发部分设备跳闸。

从变压器解体检査情况看，B相高压线圈可能为故障的初始，正好印证了上述推断。

由于系统谐波或过电压等原因导致高压线圈端部所受的电场较强，因为是新投入的干变，可能是制造的原因，在加上环流、强电场及温度等因素的共同作用下该部分绝缘老化，绝缘性能下降，最终使B相高压线圈上部第一段绝缘性能劣化，进而发生匝间熔断。

另一方面，干变高压侧接电缆端头裸露，运行中室内外有大雾也是造成B相高压线圈端头在巨大的短路电动力作用下发生形变的重要原因，在外罩壳封闭的空间形成短路爆炸。

4处理

1. 更换一台，规避接线裸露风险；

2. 跟综试验、调试检测、投运等各项服务到位；

3. 加强巡查、检测，如发现隐患，及时处理；

4. 对公司相关技术人员进行变压器运行及检测方面进行培训。

5结语

干式变压器相比同容量油浸变压器，更经济节能，且便于维护，在2500kVA及以下配电变压器中占很大比重，因此，保持干式变压器安全稳定运行有着重要意义。由于实际工作环境和工况不同，所发生的故障也各有不同，只有充分了解变压器结构原理及实际运行状态，才能在故障发生时准确判断查找出故障原因，提高故障处理效率，保证系统在最短时间内恢复运行。如果绕组段数再增加段数，确保层间电压降低，安全可靠性会大大提高。

作者简介：

吴桂林 男 1967年生，本科文化程度，高级电气工程师 湖北三宁化工股份有限公司首席电气智能技术专家，电气技术总负责，被中国机电一体化技术应用协会工程技术发展中心评聘为石化电气专家，省财政厅、市发改委、安监局等专家库成员，从事电气工作三十余年，有独立的电气大师工作室，潜心研究电气领域新动向及新技术应用，在电气控制领域，取得21项实用型专利技术和10项电气控制发明专利，在国内多家著名电气期刊上投稿数篇文章。

通讯地址: 湖北·枝江·湖北三宁化工股份有限公司 邮编: 443206。

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