一起110kV變壓器有載調壓電動操作機構箱CDF、快速齒輪彈簧機構故障及其油管瓦斯繼電器錯位處理與分析

羅思源 周小藝 仇煒

摘要：文章介紹了珠海供電局變電管理所對一起110kV變壓器有載調壓電動操作機構箱CDF-17、快速齒輪彈簧機構故障及其油管瓦斯繼電器錯位事故的重大缺陷的檢查、處理過程以及事故原因進行了介紹分析、對變壓器有載調壓機構、切換開關運行中故障缺陷的故障處理具有一定的參考價值。

關鍵詞：變壓器有載調壓電動操作機構箱CDF-17；快速齒輪彈簧機構；有載油管瓦斯氣體繼電器錯位故障處理

1 概述

變壓器在電力系統(tǒng)中被廣泛應用，但變壓器有載調壓系統(tǒng)的缺陷，尤其是各種故障現(xiàn)象也比較罕見，往往沒有引起管理部門的重視。 文章介紹了一起110kV變壓器有載調壓電動操作機構箱CDF-17、快速齒輪彈簧機構故障及其油管瓦斯繼電器錯位故障處理的原因分析、處理過程及對策。

2 故障現(xiàn)象

2013年珠海井岸站#1變壓器停電，其有載調壓開關大修時，試驗前發(fā)現(xiàn)9A、9B、9C檔時，9B檔電動、手搖均升檔不了9C檔的現(xiàn)象，解體拆開有載機構發(fā)現(xiàn)不但是快速齒輪彈簧機構故障、而且，現(xiàn)場還發(fā)現(xiàn)有載油管瓦斯繼電器錯位的重大缺陷，同時機構箱CDF-17及其內元件老化腐爛。

3 處理過程

3.1 原因分析

有關人員經過了初步的分析、判斷，認為出現(xiàn)變壓器有載調壓9B檔升檔不了9C檔現(xiàn)象的可能原因是：（1）電源故障；（2）機構箱CDF-17機構手搖故障；（3）機構箱CDF-17機構機械內部故障；（4）快速齒輪彈簧機構內部故障；（5）F1型有載分接開關內部故障；（6）水平連桿、垂直連桿松動故障。（7）機構箱CDF-17內元件老化腐爛。

在#1變壓器有載調壓系統(tǒng)故障處理之前，先簡要分析、研究主要的方法、原理是：

（1） 變壓器調壓方法有兩種：一種是停電情況下，改變分接頭進行調壓，即無載調壓；另一種是帶負荷調整電壓（改變分接頭），即有載調壓。有載調壓分接開關一般由選擇開關和切換開關兩部份組成，在改變分接頭時，選擇開關的觸頭是在沒有電流通過情況下動作，而切換開關的觸頭是在通過電流的情況下動作，因此切換開關在切換過程中需要接過渡電阻以限制相鄰兩個分接頭跨接時的循環(huán)電流，所以能帶負荷調整電壓。電能用戶要求供給的電源電壓在一定允許范圍內變化，并且要求電壓調整時不斷開電源，有載調壓裝置能在不停電情況下進行調壓，保證供電質量，故此方法是可行的。變壓器有載調壓機構9B檔升檔不了9C檔，選擇開關和切換開關也就不可能實現(xiàn)調壓了；

（2） 變壓器有載調壓內部發(fā)生故障時，電弧熱量使絕緣油體積膨脹，并大量氣化；大量油、氣流沖向有載油管瓦斯繼電器及其小循油枕；流動的油流和氣流使氣體繼電器動作，跳開斷路器，實現(xiàn)對變壓器的保護。

（3） 變壓器在運行或試驗時，鐵芯及零件等金屬部件均處在強電場之中，瓦斯氣體繼電器當定期檢修內容：a.檢驗氣體繼電器是否合格。b.應水平安裝，頂蓋上標示的箭頭指向儲油柜。c.允許繼電器的管路軸線往儲油柜方向的一端稍高，但與水平面傾斜不應超過4%。d.各法蘭的密封墊需安裝妥當。e.不得遮擋油管路通徑。f.瓦斯繼電器與油管連接。

3.2 查找故障點

采用逐項排除法查找故障，有載調壓開關9B檔升檔不了9C檔，經檢查、AC、DC萬用表測試L1、L2、L3有電，Q1、S8、S6、S7、K1、K2、M1電動機、DC回路、輔助元件等（如圖1）正常無故障；再檢查有載水平連桿、垂直連桿固定連接無松脫，再檢查機構箱CDF-17機構9B以下檔位手搖、電動均正常；故載調壓開關9B升不了檔與（1）電源故障、（6）水平連桿、垂直連桿松動、機構箱機構手搖無關。

首先，檢查載調壓機構要有的功能：（1）能有1→n和n→1的往復操作功能。（2）有終點限位功能。（3）有一次調整一個檔位功能。（4）有手動和電動兩種操作功能。（5）有位置信號指示功能。

現(xiàn)場9B檔升檔不了9C檔現(xiàn)象經解體型檢查，如圖3所示。

圖2 有載調壓解體前照片 圖3 有載調壓開關開蓋解體照片

圖3中珠海井岸站#1變壓器有載調壓開關大修解體照片，按圖所示發(fā)現(xiàn)以下幾點錯誤：

（1）開關油室內白色吸油管、油室外吸油管S與有載繼電器R連通。（2）排氣彎管Q與有載繼電器R連接。

根據(jù)有載開關檢修導則所示（如圖4所示）及廠方標準（如圖5所示）

圖4 有載調壓開關檢修導則照片 圖5 廠方標準圖照片

開關油室內白色吸油管、油室外吸油管S與有載繼電器R、排氣彎管Q等需正確連接，即：開關油室內白色吸油管、油室外吸油管S應該與放油彎管連接；排氣彎管應該與放油彎管連接；普通彎管應該與開關繼電器連接；

有載調壓快速齒輪彈簧機構9B檔解體照片。（如圖6所示）

從有載調壓快速齒輪彈簧機構解體照片（如圖7所示）由圖可以看到其快速齒輪彈簧機構控制升、降的機械圓柱形定位鋼，銷已有點磨損變形，其動作時圓柱形定位鋼銷行程受阻，過不了既定的機械位置，故是變壓器有載調壓機構9B檔升檔不了9C檔的真正原因，故選擇開關和切換開關也就不可能實現(xiàn)調壓了。

F1型有載分接開關剛經過2012年大修，經如下各項檢查正常，內部無故障（如圖8所示）：（1）拆卸及重新安裝切換開關（即吊出及重新裝入）；（2）清洗切換開關油箱及部件；（3）檢查切換開關油箱及部件；（4）測量觸頭磨損程度；（5）測量過渡電阻；（6）清洗切換開關小油枕；（7）更換切換開關油；（8）檢查保護繼電器、驅動軸、電機傳動機構，如有安裝油濾清器及電壓調節(jié)器也必須進行檢查。

有載調壓機構箱CDF-17及其內元件老化腐化（如圖9所示）

圖8 有載調壓切換開關解體照片 圖9 機構箱CDF舊照片

3.3 故障處理

隨后我們針對對照現(xiàn)場各故障與檢修導則圖片作相關調整，選擇多種方法進行處理有載故障：針對（2）、（3）、（7）機構箱CDF-17機構機械內部故障及機構箱內元件老化腐爛，則選擇機構箱CDF-17整臺更換（如圖10所示）；（4）針對快速齒輪彈簧機構內部故障，則選擇快速齒輪彈簧機構整臺磨合更換（如圖11所示）；針對瓦斯氣體繼電器錯位作如下正確連接調整處理：a.開關油室內白色吸油管、油室外吸油管S應與放油彎管連接。b.排氣彎管與放油彎管連接。c.普通彎管與開關繼電器連接（如圖12所示）。

圖12 瓦斯氣體繼電器錯位故障處理后的照片

然后，對整臺有載調壓開關進行調試、試驗，各項性能正常、指標正確：

（1）1→17和17→1的往復操作功能正常。（2）1檔、17檔終點限位功能正常。（3）一次調整一個檔位功能正常。（4）手動和電動兩種操作功能正常。（5）位置信號指示功能正常。（6）最后對地絕緣電阻、過渡電阻、直流電阻、開關波形特性、介損、水分、油色譜各項試驗合格（如圖13所示）。

圖13 有載調壓開關波形特性

4 吸取教訓

井岸站#1變壓器于1997年6月19日投產，2013年發(fā)現(xiàn)上述故障，其根本原因在于出廠工藝、鋼材及裝配錯誤，應當吸取上述教訓。

5 結束語

SFZ8-31500/110型變壓器在電力系統(tǒng)中應用較多，由此得到以下啟示：要根據(jù)有關規(guī)程（或廠家要求）的規(guī)定，加強SFZ8-31500/110型變壓器的監(jiān)造、出廠試驗、新裝時的交接試驗和運行中的定期預防性試驗，盡早發(fā)現(xiàn)變壓器內部的集中性缺陷、分布性缺陷及工藝、裝配等重大缺陷，注意使用設計鋼材材料及工度，防止關鍵部位及其轉動部位鋼材強度不夠而過快磨損。變壓器大修時，應把有載調壓電動操作機箱CDF內外是否老化、快速齒輪彈簧機構是否變形 、有載吸油管及其瓦斯繼電器連接是否錯置，作為其中檢查項目之一。運行中應加強對變壓器有載調壓電動操作機構箱、快速齒輪彈簧機構、有載油管氣體瓦斯繼電器的監(jiān)視，如出現(xiàn)故障狀況，須及時作出處理，以保證設備的安全運行。

參考文獻

[1]變電檢修[M]. 中國電力出版社，2002.

[2]吳江元遠洋電氣有限責任公司.F1型載分接開關安裝使用說明書[Z].OWK 0463 030 SM， 2012.

[3] 吳江元遠洋電氣有限責任公司.CDF電動操作機構使用說明書[Z].OWK 0463 031 SM 2007.

[4]《電力系統(tǒng)分析》指導書[M]. 華中科技大學出版社，2002.

作者簡介：羅思源（1966-），男，本科學歷，電力系統(tǒng)及自動化專業(yè)，變電檢修高級技師，變電檢修助理技能專家，從事電氣設備安裝、調試、維護、檢修、大修技改、缺陷處理工作27年。