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摘要：针对短路故障发生在某变电站的一次220kV变压器短路事故进行分析，指出故障的直接原因是突发的恶劣天气和变电站外面的环境造成的短路冲击，但最主要的原因是变压器本身的抗短路能力较差。进一步的分析表明，同一制造商的同期的主要产品存在抗短路能力不足的问题，因此有必要调查变压器抗短路能力，包括短路电流计算，变压器短路水平计算，变压器绕组变形测试和对历史承受电流统计等方面。
关键词：变压器；短路绕组变形；抗短路水平
1 事故概况
事故为恶劣天气时，220千伏L2线C相发生短路，而且在其两侧纵联保护断路器动作跳闸。同时，对220千伏的某变电站的1台变压器重瓦斯保护动作，其两侧的开关相继跳闸，66千伏母线退出运行，负载被转移出去。故障后，发现变压器色谱异常，内部有高能放电故障，两绕组B相断裂。系统等效电路如图1所示。
2变压器参数
发生故障的变压器的参数如下：
型号 SFP72360000Π220；
阻抗电压 UK = 14 %；
额定电压 220kV；
额定容量 360 MVA；
变比 220±2×2. 5% /66
中性点接地方式 在接地系统中，允许断开运行；
三相接法 YN，d11；
冷却方式 ODAF。
单回线全长为 24. 342km，单回线，零序电抗为23. 23 Ω；正序电抗为 7. 681 Ω，双回线全长为 16. 693 km，，零序电抗为 23. 23 Ω；正序电抗为7. 681 Ω，共 78 根杆塔，此次短路事故发生在第 32号和 33 号塔之间，大约距 220 kV 母线四分之一 处。
3 故障后檢查
3.1故障设备运行情况
自主变压器投运以来，运行情况良好，未出现重大事故。但是其经历了3次短路。期间，所有测试均按规定执行，测试结果合格。色谱试验22次，总烃含量为2% L/L相，无乙炔，无异常试验结果。
3.2 现场检查及试验情况
出现故障后，发现故障点位于#1主变变中构架上，其他两个主变变中构架上有许多造乱的花草。# 1主变的变化主要是进行色谱跟踪的检测，结果显示乙炔含量超标。大修后进行绕组变形和停电检查，绕组变形和直接电阻不合格。通过试验数据的分析，判断在变压器内部出现放电现象，有可能是绕组变形或者股间、匝间短路等现象。
3故障原因分析
故障发生时，变电站区域为雷暴大风。车站外面的杂草被强风吹起，继而分散在设备运行的框架上，从而导致了#1主变压器上绝缘击穿，这是设备发生故障的直接原因。但变压器是由外部短路电流的影响引起的，而变压器发生短路的主要自身原因是抗短路能力的缺乏。分析表明，变压器存在以下结构缺陷，导致其抗短路的能力不足。
①变压器自身的抗短路能力不足。当变压器发生故障时，流过 A、B、C相中压绕组短路电流分别为 5.32、6.31、2.61kA，但是经过相关的核算其抗短路能力仅为 4.8kA。但是一般来说，这种类型变压器的抗短路水平应该要在6.3kA 以上。
②压力板没有使用整个压力板，它减少了绕组的力，导致绕组的纵向不稳定和变形。在窗口位置压板上没有有效的压紧支撑，在卷绕窗口位置没有形成有效的压紧。从一个相位故障得知，是压力板的断裂进一步扩大了绕组的损坏程度。
③绕组没有使用绕线内纸筒，然后所使用的导线的屈服强度不足引起的屈服强度和缺陷。
④中压三相绕组有不同程度的纵向不稳定性和绝缘损坏。无粘结换位导线垂直不稳定，容易引起绕组纵向失稳变形，引起事故。
4后续工作安排
4.1 主变大修
主变压器故障后，同容量的主变压器已更换。考虑到主变压器投入运行已15年，其设计寿命为30年，其套管、核心、等部件仍然表现良好，因此具有改革的价值。修理后的设备可以作为备件使用。根据主变压器的损坏程度和原结构的缺陷，对变压器的结构进行了重新设计，利用现行设计理论对变压器进行了功能恢复，并重点研究了提高其短路电阻的新材料和新技术。检修的原则如下：
（1）屈服强度超过150MPa半硬自粘换位线进行绕组，内撑硬纸筒。
（2）采用自粘换位导线，调整低压线圈匝数，减少空载损耗和负载损耗。
（3）设计并根据ONAF冷却方式制造的新的器身绝缘，更换所有的绝缘部件，并使用整个大压板和压垫结构提高纸板强度和提高轴向压紧力适度。
（4）严格控制线圈高度，保证三相线圈的高一致性。
（5）应使压力均匀分布在圆周方向，高压侧和低压侧对称，以保证三相线圈的均匀力。
4.2同类变压器抗短路能力核查
电网容量的增加，导致变压器在不同时段的短路电阻不同，导致变压器的短路电流与短路电流的差异。特别是2000年以来，变压器的制造要求得到了提高，各厂家的生产工艺得到了明显的改善。本文分析的主变就属于这类产品，同一时间同已制造商的变压器也存在类似问题。为此，有必要检查运行中的变压器的短路容量，结合电网运行方式和短路电流的变化来计算的抗短路能力，重点检查运行方式和运行初期的巨大变化的变压器。这项工作需要从以下几方面进行。
（1）制造商说明变压器抗短路能力。在同一时期同一变压器，制造商须根据gb1094.5 - 2oo8l6检查变压器的抗短路的能力。变压器短路试验由生产厂家提供，由制造商提供短路试验报告和短路电阻计算报告。未提供变压器短路试验，由厂家提供短路能力计算报告。
（2）变压器安装点系统短路电流计算。根据系统的运行方式，计算变压器三相短路和单相短路时的最大短路电流。同时考虑变压器并联次数对低压侧短路电流的影响。 （3）变压器短路电流频率的统计与分析。虽然历史短路的影响不会引起变压器故障或损坏，但冲击会继续累积，导致绕组变形，而变压器的抗短路水平将继续下降。因此，对变压器投运后短路电流的数量和幅值进行了统计和分析，特别是对近、短路短路电流和变压器绕组状况进行了评估。
（4）变压器绕组变形概况。变压器绕组变形试验采用频率响应法和低压阻抗法。由于低压短路阻抗试验和频率响应法，绕组变形试验是有效的，有一定的局限性。因此，两者都应该同时发展。检查建议：第一，根据变压器的抗短路能力验证，承受变压器绕组变形测试短路能力差；其次，当前和近区出口应及时绕组变形试验变压器短路，确认无明显变形，是否可以结合其他安全决策的测试数据；最后，新的變压器绕组变形测试应及时进行，建立绕组变形的档案，方便分析和比较。
结束语
本文就一次220kV变压器短路事故进行分析，对事故的概况进行了说明，介绍了主要变压器的参数，故障后的检测，故障的原因分析。针对故障发生的原因提出了几点相对应的建议，变压器的高压侧短路会引起两侧绕组的损伤。零序电流造成绕组的损坏。为了提高变压器的抗短路能力，我们应该及时对变压器进行抗短路测试，避免短路故障的发生。
参考文献：
[1]李光琦. 电力系统暂态分析 [M]. 北京：中国电力出版社，2011.
[2]董其国. 电力变压器故障与诊断. 北京：中国电力出版社，2001
[3]熊信银，张步涵. 电力系统工程基础 [M]. 武汉：华中科技大学出版社，2006.
[4]谢毓城. 电力变压器手册 [M]. 北京：机械工业出版社，2003.
[5]郎福成，李 爽，李胜辉. 隔离刀闸操作引起壳体暂态电位升高的数值计算与分析 [J]. 东北电力技术，2011，32（11）：18 - 22.
[6]李洪春.提 高变压器抗短 路能 力的方法[J].变压 器，2006，43（8）：1～ 5
[7]刘美娟.浅谈提高电力变压器抗短路能力的措施[J].广西轻工 业，2009，23（2）：33～ 36
[8]耿大 勇，刘欣，崔颖.提 高电力变压器抗短路 能力的 方法与措施I-J].辽 宁.z-_，lk大学学报，2010，30（3）：18～22
关键词：变压器；短路绕组变形；抗短路水平
1 事故概况
事故为恶劣天气时，220千伏L2线C相发生短路，而且在其两侧纵联保护断路器动作跳闸。同时，对220千伏的某变电站的1台变压器重瓦斯保护动作，其两侧的开关相继跳闸，66千伏母线退出运行，负载被转移出去。故障后，发现变压器色谱异常，内部有高能放电故障，两绕组B相断裂。系统等效电路如图1所示。
2变压器参数
发生故障的变压器的参数如下：
型号 SFP72360000Π220；
阻抗电压 UK = 14 %；
额定电压 220kV；
额定容量 360 MVA；
变比 220±2×2. 5% /66
中性点接地方式 在接地系统中，允许断开运行；
三相接法 YN，d11；
冷却方式 ODAF。
单回线全长为 24. 342km，单回线，零序电抗为23. 23 Ω；正序电抗为 7. 681 Ω，双回线全长为 16. 693 km，，零序电抗为 23. 23 Ω；正序电抗为7. 681 Ω，共 78 根杆塔，此次短路事故发生在第 32号和 33 号塔之间，大约距 220 kV 母线四分之一 处。
3 故障后檢查
3.1故障设备运行情况
自主变压器投运以来，运行情况良好，未出现重大事故。但是其经历了3次短路。期间，所有测试均按规定执行，测试结果合格。色谱试验22次，总烃含量为2% L/L相，无乙炔，无异常试验结果。
3.2 现场检查及试验情况
出现故障后，发现故障点位于#1主变变中构架上，其他两个主变变中构架上有许多造乱的花草。# 1主变的变化主要是进行色谱跟踪的检测，结果显示乙炔含量超标。大修后进行绕组变形和停电检查，绕组变形和直接电阻不合格。通过试验数据的分析，判断在变压器内部出现放电现象，有可能是绕组变形或者股间、匝间短路等现象。
3故障原因分析
故障发生时，变电站区域为雷暴大风。车站外面的杂草被强风吹起，继而分散在设备运行的框架上，从而导致了#1主变压器上绝缘击穿，这是设备发生故障的直接原因。但变压器是由外部短路电流的影响引起的，而变压器发生短路的主要自身原因是抗短路能力的缺乏。分析表明，变压器存在以下结构缺陷，导致其抗短路的能力不足。
①变压器自身的抗短路能力不足。当变压器发生故障时，流过 A、B、C相中压绕组短路电流分别为 5.32、6.31、2.61kA，但是经过相关的核算其抗短路能力仅为 4.8kA。但是一般来说，这种类型变压器的抗短路水平应该要在6.3kA 以上。
②压力板没有使用整个压力板，它减少了绕组的力，导致绕组的纵向不稳定和变形。在窗口位置压板上没有有效的压紧支撑，在卷绕窗口位置没有形成有效的压紧。从一个相位故障得知，是压力板的断裂进一步扩大了绕组的损坏程度。
③绕组没有使用绕线内纸筒，然后所使用的导线的屈服强度不足引起的屈服强度和缺陷。
④中压三相绕组有不同程度的纵向不稳定性和绝缘损坏。无粘结换位导线垂直不稳定，容易引起绕组纵向失稳变形，引起事故。
4后续工作安排
4.1 主变大修
主变压器故障后，同容量的主变压器已更换。考虑到主变压器投入运行已15年，其设计寿命为30年，其套管、核心、等部件仍然表现良好，因此具有改革的价值。修理后的设备可以作为备件使用。根据主变压器的损坏程度和原结构的缺陷，对变压器的结构进行了重新设计，利用现行设计理论对变压器进行了功能恢复，并重点研究了提高其短路电阻的新材料和新技术。检修的原则如下：
（1）屈服强度超过150MPa半硬自粘换位线进行绕组，内撑硬纸筒。
（2）采用自粘换位导线，调整低压线圈匝数，减少空载损耗和负载损耗。
（3）设计并根据ONAF冷却方式制造的新的器身绝缘，更换所有的绝缘部件，并使用整个大压板和压垫结构提高纸板强度和提高轴向压紧力适度。
（4）严格控制线圈高度，保证三相线圈的高一致性。
（5）应使压力均匀分布在圆周方向，高压侧和低压侧对称，以保证三相线圈的均匀力。
4.2同类变压器抗短路能力核查
电网容量的增加，导致变压器在不同时段的短路电阻不同，导致变压器的短路电流与短路电流的差异。特别是2000年以来，变压器的制造要求得到了提高，各厂家的生产工艺得到了明显的改善。本文分析的主变就属于这类产品，同一时间同已制造商的变压器也存在类似问题。为此，有必要检查运行中的变压器的短路容量，结合电网运行方式和短路电流的变化来计算的抗短路能力，重点检查运行方式和运行初期的巨大变化的变压器。这项工作需要从以下几方面进行。
（1）制造商说明变压器抗短路能力。在同一时期同一变压器，制造商须根据gb1094.5 - 2oo8l6检查变压器的抗短路的能力。变压器短路试验由生产厂家提供，由制造商提供短路试验报告和短路电阻计算报告。未提供变压器短路试验，由厂家提供短路能力计算报告。
（2）变压器安装点系统短路电流计算。根据系统的运行方式，计算变压器三相短路和单相短路时的最大短路电流。同时考虑变压器并联次数对低压侧短路电流的影响。 （3）变压器短路电流频率的统计与分析。虽然历史短路的影响不会引起变压器故障或损坏，但冲击会继续累积，导致绕组变形，而变压器的抗短路水平将继续下降。因此，对变压器投运后短路电流的数量和幅值进行了统计和分析，特别是对近、短路短路电流和变压器绕组状况进行了评估。
（4）变压器绕组变形概况。变压器绕组变形试验采用频率响应法和低压阻抗法。由于低压短路阻抗试验和频率响应法，绕组变形试验是有效的，有一定的局限性。因此，两者都应该同时发展。检查建议：第一，根据变压器的抗短路能力验证，承受变压器绕组变形测试短路能力差；其次，当前和近区出口应及时绕组变形试验变压器短路，确认无明显变形，是否可以结合其他安全决策的测试数据；最后，新的變压器绕组变形测试应及时进行，建立绕组变形的档案，方便分析和比较。
结束语
本文就一次220kV变压器短路事故进行分析，对事故的概况进行了说明，介绍了主要变压器的参数，故障后的检测，故障的原因分析。针对故障发生的原因提出了几点相对应的建议，变压器的高压侧短路会引起两侧绕组的损伤。零序电流造成绕组的损坏。为了提高变压器的抗短路能力，我们应该及时对变压器进行抗短路测试，避免短路故障的发生。
参考文献：
[1]李光琦. 电力系统暂态分析 [M]. 北京：中国电力出版社，2011.
[2]董其国. 电力变压器故障与诊断. 北京：中国电力出版社，2001
[3]熊信银，张步涵. 电力系统工程基础 [M]. 武汉：华中科技大学出版社，2006.
[4]谢毓城. 电力变压器手册 [M]. 北京：机械工业出版社，2003.
[5]郎福成，李 爽，李胜辉. 隔离刀闸操作引起壳体暂态电位升高的数值计算与分析 [J]. 东北电力技术，2011，32（11）：18 - 22.
[6]李洪春.提 高变压器抗短 路能 力的方法[J].变压 器，2006，43（8）：1～ 5
[7]刘美娟.浅谈提高电力变压器抗短路能力的措施[J].广西轻工 业，2009，23（2）：33～ 36
[8]耿大 勇，刘欣，崔颖.提 高电力变压器抗短路 能力的 方法与措施I-J].辽 宁.z-_，lk大学学报，2010，30（3）：18～22