[摘要] 针对一起6kV树脂绝缘干式变压器一次侧绕组接地引起爆炸和保护越级跳闸故障进行分析，找出故障原因并处理，为今后此类故障的分析处理和预防工作打下基础。
关键词 干式变压器 绕组爆炸 越级跳闸 一次侧
1 故障概况
某日，某公司一台6kV树脂绝缘干式变压器（额定容量为2 500kVA）一次侧B相绕组发生故障，引起大片弧光，进而导致相间短路引发爆炸。电源进线柜和该台变压器的出线开关柜保护动作，但断路器仍在合闸状态，导致变电站与之对应的6kV馈线开关柜分闸，致使上级的35kV油浸式变压器进线开关柜保护瞬间动作将该开关柜内的断路器由合闸瞬间切换到分闸状态。也就是说下级的6kV干式变压器一次侧B相绕组接地故障引起的爆炸最终导致二次保护越级跳闸，同时35kV油浸式变压器保护测控柜报本体压力释放警。与此同时，变电站35kV油浸式变压器主保护和后备保护各动作一次，变电站6kV馈线开关柜NSA3112线路测控保护装置动作报告显示保护于当日05:50:34:401启动，故障类型为Kac，故障电流为53.87A，0.35s后过流I段动作。
2 电气系统主接线图
35kV变电站和6kV配电室电气主接线如图1所示。一条35kV母线经32开关送电至35kV油浸式变压器一次侧，其二次侧6kV进线经52开关送电至6kV母线，6kV母线的一条馈线经53开关送电至6kV配电室的电源进线柜，接着通过母线将电送至6kV干式变压器一次侧，再由6kV干式变压器二次侧400V出线通过出线柜各路断路器送电至车间各动力电源柜来承担负荷。
3 故障查找过程
根据现场人员反映，听见一声巨响后车间全部停电。决定对6kV配电室进行全面巡检，检查6kV开关柜时发现，6kV电源进线柜和变压器出线开关柜的线路保护装置有报警和动作指示。电源进线柜DGR2201线路保护测控装置动作报告显示电流速断保护于当日05:48:49:0735动作，Ia=30.27A、Ib=50.85A、Ic=55.57A，Uab=12.1V、Ubc=18.2V、Uca=17.1V；干式变压器出线柜DGR2234低压变压器保护测控装置动作报告显示速断保护于当日05:49:19:0108动作，Ia=49.07A、Ib=93.76A、Ic =01.61A，Uab =12.4V、Ubc =19.2V、Uca =13.9V。之后对6kV干式变压器进行检查，发现变压器柜前上部纱窗有烧焦痕迹，打开柜门看到一次侧三相电缆铜鼻子因相间短路被打掉一块（B相最严重），高压侧B相绕组绝缘层及其下方的冷却风扇被烧毁，检测绕组温度的温度传感器线被烧断。
4 故障分析
由于该台6kV干式变压器为新投运变压器，又经过排查，可排除线圈绝缘老化、负载短路、接地不良、雷击过电压等原因，因此初步判断故障原因可能有以下几点。
（1）变压器本身问题。变压器一次侧绕组所用材料质量不良、绝缘层材料混进金属物质、树脂浇注工艺没做好，都有可能造成一次侧绕组接地引起大片弧光，进而产生相间短路导致爆炸和二次保护越级跳闸。
（2）所带负荷中有1 000kW大功率中频加热设备，其产生的多次谐波对变压器造成影响。对于干式变压器，谐波不仅会加剧涡流和集肤效应，造成变压器绝缘损坏，大大降低其使用寿命，还会使绕组产生震动而制造额外噪声。但实际应用中未出现过中频谐波导致变压器爆炸的案例。
根据现场情况，第一种可能性最大。因为该变压器保护测控装置动作报告显示速断保护动作，B相电流为A相电流的两倍，C相电流几乎为零，说明C相电流串到B相绕组里造成B相绕组过热，其绝缘被加速破坏，导致B相绕组接地，在6kV高压作用下输入侧出现大片弧光，进而造成相间短路引发爆炸，之后电流速断保护迅速动作，经上级延时35kV变电站进线保护动作，使断路器小车分闸快速切断电源，从而避免事故进一步扩散。但变压器厂家的故障分析报告给出的结论是B相高低压绕组间落入金属异物，这与“变压器绝缘层材料混进金属物质”有一定出入，是设备运输与安装过程中出现的问题。为此，在以后的工作中要加强对设备运输和安装过程的防护。
5 处理措施
（1）根据上述故障原因，为避免油箱变形和爆裂，开启35kV油浸式变压器压力释放阀来释放油箱内的压力。但在正常运行时该压力释放阀是关闭的，因此，在释放压力后要将压力释放阀打在关闭状态，从而解除该台变压器保护测控柜报本体压力释放警，否则变压器进线开关柜的断路器手车就无法合闸。
（2）拆除损坏的6kV树脂绝缘干式变压器，更换一新同容量的变压器。对连接变压器一次侧的高压6kV电缆做高压耐压试验并摇测其绝缘性是否良好。之后恢复母线连接并检测绕组温度传感器及风机接线。
（3）对更换的6kV树脂绝缘干式变压器做冲击试验（连续5次），变压器投入正常。
6 结束语
通过这次6kV干式变压器一次侧绕组接地引起爆炸和保护越级跳闸故障的分析与处理，对这种浇注的树脂绝缘干式变压器结构和工作原理有了深层次的理解和认识，为以后此类故障的分析处理和预防工作打下了基础。
