变压器短路故障原因分析
因变压器出口短路导致变压器内部故障和事故的原因很多，也比较复杂，它与结构设计、原材料的质量、工艺水平、运行工况等因数有关，但电磁线的选用是关键。从近几年解剖变压器，对其事故进行分析来看，与电磁线有关的大致有以下几个原因。
3.1基于变压器静态理论设计而选用的电磁线，与实际运行时作用在电磁线上的应力差异较大。
3.2目前各厂家的计算程序中是建立在漏磁场的均匀分布、线匝直径相同、等相位的力等理想化的模型基础上而编制的，而事实上变压器的漏磁场并非均匀分布，在铁轭部分相对集中，该区域的电磁线所受到机械力也较大；换位导线在换位处由于爬坡会改变力的传递方向，而产生扭矩；由于垫块弹性模量的因数，轴向垫块不等距分布，会使交变漏磁场所产生的交变力延时共振，这也是为什么处在铁心轭部、换位处、有调压分接的对应部位的线饼首先变形的根本原因。
3.3抗短路能力计算时没有考虑温度对电磁线的抗弯和抗拉强度的影响。按常温下设计的抗短路能力不能反映实际运行情况，根据试验结果，电磁线的温度对其屈服极限？0.2影响很大，随着电磁线的温度提高，其抗弯、抗拉强度及延伸率均下降，在230℃下抗弯抗拉强度要比在30℃时下降10％以上，延伸率则下降20％以上。而实际运行的变压器，在额定负荷下，绕组平均温度可达103℃，最热点温度可达118℃。一般变压器运行时均有重合闸过程，因此如果短路点一时无法消失的话，将在非常短的时间内（0.8s）紧接着承受第二次短路冲击，但由于受第一次短路电流冲击后，绕组温度急剧增高，根据GBl092的规定，最高允许230℃，这时绕组的抗短路能力己大幅度下降，这就是为什么变压器重合闸后发生短路事故居多。
3.4采用普通换位导线，抗机械强度较差，在承受短路机械力时易出现变形、散股、露铜现象。采用普通换位导线时，由于电流大，换位爬坡陡，该部位会产生较大的扭矩，同时处在绕组二端的线饼，由于幅向和轴向漏磁场的共同作用，也会产生较大的扭矩，致使扭曲变形。如杨高300kV变压器的A相公共绕组共有71个换位，由于采用了较厚的普通换位导线，其中有44个换位有不同程度的变形。另外吴泾1l号主变，也是由于采用普通换位导线，在铁心轭部部位的高压绕组二端线饼均有不同翻转露线的现象。
3.5采用软导线，也是造成变压器抗短路能力差的主要原因之一。由于早期对此认识不足，或绕线装备及工艺上的困难，制造厂均不愿使用半硬导线或设计时根本无这方面的要求，从发生故障的变压器来看均是软导线。
3.6绕组绕制较松，换位或纠位爬坡处处理不当，过于单薄，造成电磁线悬空。从事故损坏位置来看，变形多见换位处，尤其是换位导线的换位处。
3.7绕组线匝或导线之间未固化处理，抗短路能力差。早期经浸漆处理的绕组无一损坏。
3.8绕组的预紧力控制不当造成普通换位导线的导线相互错位。
3.9套装间隙过大，导致作用在电磁线上的支撑不够，这给变压器抗短路能力方面增加隐患。
3.10作用在各绕组或各档预紧力不均匀，短路冲击时造成线饼的跳动，致使作用在电磁线上的弯应力过大而发生变形。
3.11外部短路事故频繁，多次短路电流冲击后电动力的积累效应引起电磁线软化或内部相对位移，最终导致绝缘击穿。
建议
4.1订货
（1）对设备选型时，应充分考虑现有产品结构状况，取消冗余功能，选择可靠结构，在充分考虑电网的短路容量与产品的动稳定性能之后，再确定产品参数，根据电网实际需要合理的配置分接开关，对性能参数的要求应和目前制造水平及材质状况相适应。
（2）优先选用经短路型式试验合格的产品设计，并对产品进行抽检短路耐受试验，以确保产品的同一性。
（1）选用全自冷变压器。由于全自冷变压器相对其他冷却方式的变压器度低，用铜量大，变压器重量重，具有较强抗短路能力。
4.2产品设计
针对前述造成短路故障的原因和问题，电气设计和结构设计各方面应采取改进措施。要充分考虑工艺和材质的分散性，在关键的部位应留有足够的裕度，当先进性与产品的可靠性有矛盾时，首先考虑保证可靠性。设计时应按高温条件（230℃~130℃）进行抗短路能力的设计，并对特殊部位（如换位、螺旋口）要进行抗短路能力校核计算。若内线圈一定要带分接，应优先采用独立调压绕组结构。同时要禁止使用普通换位导线，而尽量选用半硬以上的自粘性换位导线和组合导线；13kV及以下绕组的内支撑硬筒选用低介损无局放的环氧玻璃丝绝缘筒；轴向压紧最好采用弹簧压钉。
4.3制造工艺方面
针对前述的工艺缺陷和欠缺，提高工艺水平，加强工艺执行纪律，确保产品制造过程得到有效控制。
4.4材料方面
尽量选用半硬以上的自粘性换位导线和组合导线。采用高密度与油道等距的整体垫块。13kV及以下的内绕组应优先采用环氧玻璃丝筒作绕组内支撑绝缘筒。
4.5安装
为确保变压器安装质量，可采用实行卖方负责的安装方式，卖方必须对整个安装工作质量负责。现场吊芯检查时要进行器身预紧力校核，确保变压器器身处于紧固状态。
4.6运行管理
鉴于目前运行变压器抗外部短路强度较差的情况，对于系统短路跳闸后的自动重合或强行投运，应看到其不利的因素，否则有时会加剧变压器的损坏程度，甚至失去重新修复的可能。运行部门可根据短路故障是否能瞬时自动消除的概率，对近区架空线（如2km以内）或电缆线路取消使用自动重合闸，或适当延长合闸间隔时间以减少因重合闸不成而带来的危害，并且尽量对短路跳闸的变压器进行试验检查。
4.7科研
运行单位、制造厂和材料厂应结合事故分析紧密合作，不断开发研制新工艺、新材料，改进产品设计，提高变压器抗短路能力水平，以满足运行需要。
总之，造成故障或事故的因素较多，但变压器的结构设计和制造工艺仍是主要因素，在运行管理等环节中也暴露出一些问题。除了在结构方面尚存在一些没有充分认识的因素外，设计和工艺操作方面存在的问题值得制造厂及运行单位引起重视。
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