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摘 要：通过现场检测和试验，分析了广州地铁五号线滘口站低压配电干式变压器烧损事故的原因。结果证明，由于低压配电干式变压器低压绕组抽头处绝缘质量问题和操作过电压导致变压器烧损。提出了加强绝缘的改进措施。
关键词：干式变压器 直流电阻 绝缘电阻 操作过电压 绝缘下降
中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（a）-0069-02
1 事故经过
2014年1月6日凌晨1点53分广州地铁五号线滘口站变电所（以下简称变电所）内2#干式变压器上级33 kV馈线开关104B发生过流保护跳闸，电调报出故障后现场确认104B开关过流保护动作跳闸；变电所内无明火，但有轻微烧焦味；2#动力变低压侧A相绕组端头有火燎痕迹，中性点同A相抽头间绝缘已过热碳化（见图1）；拨除碳化层和未烧损的绝缘带后，露出导线成裸铜状，部分已熔断（见图2）；B、C两相外观完好，检查后无发现异常。该变压器型号为SC10-630/33，△-Y连接方式，容量630 kVA，江苏华鹏变压器有限公司生产。
2 事故处理
为尽快对事故进行定性分析和处理，现场对该动力变进行以下试验，并对其上级33 kV馈线开关104B进行录波分析。
2.1 对烧损变压器进行直流电阻测量
直流电阻的测量是一项方便而有效的考察绕组绝缘和电流回路连接状况的实验，能反映绕组焊接质量、绕组匝间短路、绕组断股或引出线折断、分接开关及导线接头接触不良等故障，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。
根据《电力设备预防性试验规程DL/T 596—1996》规定，1600 kVA及以下变压器，各相线圈的直流电阻值相互间的差别应不大于三相平均值的4%；线间差别一般应不大于三相平均值的2%。
现场测得实验数据为：低压侧直流电阻A相：1.277毫欧；B相：0.713毫欧；C相：0.7113毫欧；根据所得实验数据判断，A相低压绕组直阻偏大，为正常值的1.8倍，三相不平衡率为62.82%，直流电阻值不满足规范要求标准。
2.2 绝缘电阻测量
绝缘电阻是指在绝缘结构的两个电极之间施加的直流电压值与流经该对电极的泄流电流值之比。试验测量绕组绝缘电阻时，采用兆欧表，依次测量个绕组对地和对其他绕组间绝缘电阻值。被测绕组各引出端应短路，其余各非被测绕组应短路接地。
试验要求绝缘电阻的测定试验应尽量在油温低于50 ℃时进行，不同温度下的绝缘电阻值可利用公式换算到同一温度下。由于变电所室内温度恒定，且变压器已停运很长时间，实验结果可以同正常维护时的变压器试验报告直接对比。实验结果发现高压侧对低压侧绝缘电阻为245G，变比数据在正常范围内，但低压侧（A、B、C三相低压侧）对地绝缘电阻为0。
3 事故原因分析
以上实验得出的数据：变压器A相低压绕组直阻偏大，三相不平衡率为62.82%，不满足直阻标准-相间差值小于平均值的2%；低压侧三相对地绝缘电阻均为0；观察A相低压侧绕组抽头处烧损严重。确定该变压器不能投入使用。
3.1 操作过电压
由该变压器的上级33 kV馈线开关104B保护单元录波情况（见图3）可看出，变压器受电时刻，操作过电压致使电压畸变，由此造成变压器A相低压侧对地击穿短路故障。击穿发生时低压侧短路电流反应至高压侧两相，产生上图所示的故障电流：A相80A、B相79A。104B过电流保护定值为31A，延时0.3s，因此104B开关保护跳闸。由于当时处于环网切换中，可确定本次操作过电压是由于线路上的断路器合、拉闸所引起的。
3.2 变压器低压绕组抽头和中性点间的绝缘质量
测试变压器低压绕组抽头与中性点（地）距离，发现其间距离小于4 mm，主要绝缘靠外层涂绝缘漆和无纺织布以及在不足4 mm的缝隙内填充环氧树脂（见图4）。由现场情况判断，变压器A相绕组低压绕组抽头与中性点填充的环氧树脂不完整，缝隙内部存在绝缘薄弱点，在长期的运行后，其绝缘特性下降，导致了在这次受电过程中操作过电压击穿绝缘薄弱点。
4 结语
变压器过电压分为大气过电压和操作过电压两类，操作过电压的数值一般为额定电压的2～4.5倍，而大气过电压则可达到额定电压的8～12倍。变压器设汁的绝缘强度—般考虑能承受2.5倍的过电压。超过2.5倍的过电压会造成变压器绝缘的损坏，降低变压器使用寿命，严重的会引起绝缘击穿。特别是变压器存在绝缘薄弱点，即变压器个别部位的绝缘等级不能承受2.5倍的过电压的情况下，往往在出现较高操作过电压时，该绝缘薄弱点会被击穿，导致变压器严重故障。
干式变压器以其独特的结构和免维护运行特点受到欢迎，但其缺陷就是过载能力较差，容量偏小，制造工艺复杂，绝缘材料膨胀系数小。一旦出现故障，故障线包只能报废，绝缘材料不能重复利用，因此，干式变压器必须在出现问题之前进行有效预防，在全线所有干式变压器绕组抽头与中性点距离较小部分涂刷绝缘漆以加强绝缘是必要之举。
参考文献
[1] 刘金亮.2起干式变压器烧毁的原因分析及对策[J].电气化铁道，2011，5（2）：26-27.
[2] 李康，李娟.10 kV农配网变压器烧毁的原因及防护措施[J].中国新技术新产品，2011，12（12）：122.
关键词：干式变压器 直流电阻 绝缘电阻 操作过电压 绝缘下降
中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（a）-0069-02
1 事故经过
2014年1月6日凌晨1点53分广州地铁五号线滘口站变电所（以下简称变电所）内2#干式变压器上级33 kV馈线开关104B发生过流保护跳闸，电调报出故障后现场确认104B开关过流保护动作跳闸；变电所内无明火，但有轻微烧焦味；2#动力变低压侧A相绕组端头有火燎痕迹，中性点同A相抽头间绝缘已过热碳化（见图1）；拨除碳化层和未烧损的绝缘带后，露出导线成裸铜状，部分已熔断（见图2）；B、C两相外观完好，检查后无发现异常。该变压器型号为SC10-630/33，△-Y连接方式，容量630 kVA，江苏华鹏变压器有限公司生产。
2 事故处理
为尽快对事故进行定性分析和处理，现场对该动力变进行以下试验，并对其上级33 kV馈线开关104B进行录波分析。
2.1 对烧损变压器进行直流电阻测量
直流电阻的测量是一项方便而有效的考察绕组绝缘和电流回路连接状况的实验，能反映绕组焊接质量、绕组匝间短路、绕组断股或引出线折断、分接开关及导线接头接触不良等故障，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。
根据《电力设备预防性试验规程DL/T 596—1996》规定，1600 kVA及以下变压器，各相线圈的直流电阻值相互间的差别应不大于三相平均值的4%；线间差别一般应不大于三相平均值的2%。
现场测得实验数据为：低压侧直流电阻A相：1.277毫欧；B相：0.713毫欧；C相：0.7113毫欧；根据所得实验数据判断，A相低压绕组直阻偏大，为正常值的1.8倍，三相不平衡率为62.82%，直流电阻值不满足规范要求标准。
2.2 绝缘电阻测量
绝缘电阻是指在绝缘结构的两个电极之间施加的直流电压值与流经该对电极的泄流电流值之比。试验测量绕组绝缘电阻时，采用兆欧表，依次测量个绕组对地和对其他绕组间绝缘电阻值。被测绕组各引出端应短路，其余各非被测绕组应短路接地。
试验要求绝缘电阻的测定试验应尽量在油温低于50 ℃时进行，不同温度下的绝缘电阻值可利用公式换算到同一温度下。由于变电所室内温度恒定，且变压器已停运很长时间，实验结果可以同正常维护时的变压器试验报告直接对比。实验结果发现高压侧对低压侧绝缘电阻为245G，变比数据在正常范围内，但低压侧（A、B、C三相低压侧）对地绝缘电阻为0。
3 事故原因分析
以上实验得出的数据：变压器A相低压绕组直阻偏大，三相不平衡率为62.82%，不满足直阻标准-相间差值小于平均值的2%；低压侧三相对地绝缘电阻均为0；观察A相低压侧绕组抽头处烧损严重。确定该变压器不能投入使用。
3.1 操作过电压
由该变压器的上级33 kV馈线开关104B保护单元录波情况（见图3）可看出，变压器受电时刻，操作过电压致使电压畸变，由此造成变压器A相低压侧对地击穿短路故障。击穿发生时低压侧短路电流反应至高压侧两相，产生上图所示的故障电流：A相80A、B相79A。104B过电流保护定值为31A，延时0.3s，因此104B开关保护跳闸。由于当时处于环网切换中，可确定本次操作过电压是由于线路上的断路器合、拉闸所引起的。
3.2 变压器低压绕组抽头和中性点间的绝缘质量
测试变压器低压绕组抽头与中性点（地）距离，发现其间距离小于4 mm，主要绝缘靠外层涂绝缘漆和无纺织布以及在不足4 mm的缝隙内填充环氧树脂（见图4）。由现场情况判断，变压器A相绕组低压绕组抽头与中性点填充的环氧树脂不完整，缝隙内部存在绝缘薄弱点，在长期的运行后，其绝缘特性下降，导致了在这次受电过程中操作过电压击穿绝缘薄弱点。
4 结语
变压器过电压分为大气过电压和操作过电压两类，操作过电压的数值一般为额定电压的2～4.5倍，而大气过电压则可达到额定电压的8～12倍。变压器设汁的绝缘强度—般考虑能承受2.5倍的过电压。超过2.5倍的过电压会造成变压器绝缘的损坏，降低变压器使用寿命，严重的会引起绝缘击穿。特别是变压器存在绝缘薄弱点，即变压器个别部位的绝缘等级不能承受2.5倍的过电压的情况下，往往在出现较高操作过电压时，该绝缘薄弱点会被击穿，导致变压器严重故障。
干式变压器以其独特的结构和免维护运行特点受到欢迎，但其缺陷就是过载能力较差，容量偏小，制造工艺复杂，绝缘材料膨胀系数小。一旦出现故障，故障线包只能报废，绝缘材料不能重复利用，因此，干式变压器必须在出现问题之前进行有效预防，在全线所有干式变压器绕组抽头与中性点距离较小部分涂刷绝缘漆以加强绝缘是必要之举。
参考文献
[1] 刘金亮.2起干式变压器烧毁的原因分析及对策[J].电气化铁道，2011，5（2）：26-27.
[2] 李康，李娟.10 kV农配网变压器烧毁的原因及防护措施[J].中国新技术新产品，2011，12（12）：122.