浅析变压器空载试验判断其绕组匝间短路

郝玉莲 马广俊 韩继东

胜利油田电力分公司胜东供电管理区

【摘要】在进行变压器的故障检查试验时，存在匝间短路在进行直流电阻、变比测量以及交流耐压试验不能判断时，可用空载试验进行判断。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。在变压器空载试验中，分析空载电流和空载损耗的变化情况，对于发现变压器绕组反磁路的缺陷具有重要意义。

【关键词】变压器 空载试验 匝间短路

1 引言

变压器空载试验指从变压器任意一侧绕组（一般为低压绕组）施加正弦波、额定频率的额定电压，在其他绕组开路的情况下测量变压器空载损耗和空载电流的试验。变压器空载试验的主要目的是发现磁化中的铁芯硅钢片的局部绝缘不良或整体缺陷，如铁芯多点接地、铁芯硅钢片整体老化等；根据交流耐压试验前后两次空载试验得的空载损耗比较、判断绕组是否有匝间击穿等情况。因此在实际现场试验中，经常被用来判断变压器内部发生的某些故障和缺陷。

2. 其它试验方法的辨析

（1）绕组直流电阻测量：主要是检查变压器绕组内部导线和引线的焊接质量，电压分接开关接触是否良好，发现较严重的匝间或层间短路故障，实际上它也是判断各相绕组直流电阻是否平衡、调压开关档是否正确的有效手段。长期以来, 绕组直流电阻测量一直被认为是考察变压器绝缘的主要手段之一, 有时甚至是判断电流回路连接状况的唯一办法。而对上述这种少量的匝间短路，也会因为其直流电阻值变化很微小，而无法作出正确判断。

（2）变比试验：在理论上，变比试验是检验匝数变比最直接的办法。但在实际试验中采用三相法，从高压侧加三相低压电源，所以加在高压侧绕组上的电压值相对较低，而这时故障点的残余绝缘则很有可能经受住该电压的考验，表现出正常的试验结果，从而无法进行准确判断。

（3）交流耐压试验：交流耐压试验是鉴定设备绝缘强度最有效和最直接的方法，特别是对考核主绝缘的局部缺陷。该试验符合电力设备在运行中所承受的电气状况，同时试验电压一般比运行电压高，通过试验后，设备有较大的安全裕度；但是由于交流耐压试验所采用的试验电压比运行电压高得多，过高的电压会使绝缘介质损失增大、发热、放电，会加速绝缘缺陷的发展。此外，交流耐压试验只对变压器绕组间及绕组对地间的绝缘进行考核，而无法对匝间绝缘进行考核。

因此，以上试验不适合用于查找匝间轻微故障。

3 问题的提出

一台变压器在运行中，出现渗漏油现象。在变压器所带负载未超过其额定负载的运行工况下，器身温度过高，随即退出运行进检修。

根据上述运行故障现象，初步分析判断认为可能是其内部故障，出现异常发热，导致变压器油受热膨胀而溢出。因此，对变压器进行了三项常规项目的试验：①绕组直流电阻测量；②变比试验；③交流耐压试验，希望能从中找出故障原因。然而试验结果却是：变压器高低压绕组直流电阻值、变比试验值、交流耐压试验均符合《电力设备预防性试验规程》的要求，并没有出现异常结果。在此情况下，又进行分析。

4 空载试验及分析

根据以上情况，考虑到变压器空载试验能有效判断绕组匝间短路故障，首先对该变压器进行空载试验。试验采用三相电源法，试验接线见图所示。

图1 变压器空载试验接线

A——电流表；V——电压表；W——功率表；K——开关；T₁——调压器；T——变压器

试验接线经检查无误后慢慢升高调压器T₁电压。当电压升至67.2V时，Ib已经超过Ia和Ic约1倍左右，试验数据见表。继续缓慢升高电压时，Ib迅速增大，并很快超过了电流表的量程，随即降压停止试验。

表1 试验数据

外施电压/V	Ia/A	Ib/A	Ic/A	Wa/W	Wc/W
62.7	7.125	13.575	6.615	90	100

从表中所测试验数据分析，在相同外施电压下，Ib比Ia和Ic显著增大，且外施电压越高，电流值悬殊越大，这说明变压器B相回路存在匝间短路故障。为此，决定开箱吊芯检查，经开箱吊芯后，发现在中部抽头处，有两匝绕组线圈表层有发黄现象，部分地方有发黑碳化痕迹，轻轻一擦，绝缘外皮有剥落，说明分析判断准确，仔细观察，故障部分是在绕组线圈的B相，因而导致B相电流过大，引起变压器发热，冒油。

5. 结语

在现场实际试验中，如遇到上述类似的变压器内部绕组匝间短路故障时，在其他常规试验无法作出判断时，用空载试验观察空载电流变化，能有效地判断和找出故障。