變壓器有載分接開關(guān)故障分析與維護(hù)

王成

【摘 ?要】隨著我國電網(wǎng)規(guī)模和電力負(fù)載日益擴(kuò)大，用戶對電壓質(zhì)量要求也相應(yīng)地逐漸提高。變壓器有載分接開關(guān)運(yùn)行可靠性和制作水平比較高，已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用。但是，在操作過程中也會(huì)出現(xiàn)一些故障問題。因此，作為相關(guān)技術(shù)人員，更應(yīng)該正確處理變壓器有載分接開關(guān)的故障問題，定期檢修，及時(shí)做好變壓器有載分接開關(guān)的維護(hù)工作，加強(qiáng)變電器有載分接開關(guān)常規(guī)在線監(jiān)控，進(jìn)而避免造成大面積停電事故，提高電壓質(zhì)量，確保變壓器的安全運(yùn)行，提高變壓器分接開關(guān)的使用性能和整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】變壓器;有載分接開關(guān);維護(hù)

1 有載分接開關(guān)的種類

有載分接開關(guān)一般按過渡形式分為電抗式和電阻式有載開關(guān);按結(jié)構(gòu)形式分為復(fù)合式有載開關(guān)和組合式有載開關(guān);按有載開關(guān)絕緣介質(zhì)分為油浸式有載開關(guān)，真空有載開關(guān)，油浸式真空有載開關(guān)。目前在我國使用比較廣泛的是電阻式有載分接開關(guān)，一般由過渡電路、選擇電路和調(diào)壓電路三個(gè)部分組成。過渡電路是跨接于分接間串接電阻的電路，對應(yīng)機(jī)構(gòu)是切換開關(guān)或選擇開關(guān);選擇電路是為選擇繞組分接頭所設(shè)計(jì)的一套電路，對應(yīng)的機(jī)構(gòu)是分接選擇器;調(diào)壓電路是變壓器繞組調(diào)壓時(shí)所形成的電路，有載調(diào)壓電路分為基本調(diào)壓電路、三相調(diào)壓電路、工業(yè)變壓器調(diào)壓電路、自耦調(diào)壓電路等。

2 有載分接開關(guān)運(yùn)行原理

變壓器有載分接開關(guān)是變壓器安全運(yùn)行的核心問題，關(guān)系著整個(gè)變電站與電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。有載分接開關(guān)由切換和選擇開關(guān)、操作機(jī)構(gòu)三個(gè)部分組成，每一個(gè)部分都關(guān)系在變壓器的安全和穩(wěn)定。有載分接開關(guān)是在勵(lì)磁情況下，進(jìn)行變換分接的一種電器裝置，在進(jìn)行開關(guān)變換時(shí)，需要保持負(fù)載電流正常的運(yùn)行，只是在通過改變有效匝數(shù)，來調(diào)節(jié)變壓器內(nèi)的電壓比。在操作的過程中，需要保持電流的連續(xù)以及切換的斷弧。

3 有載分接開關(guān)的故障問題

3.1 電氣故障

（1）緊固件松動(dòng)引發(fā)的電氣故障。定觸頭特別是定弧觸頭的絕緣支座的引坡（動(dòng)弧觸頭滾入或切入的引橋）的設(shè)計(jì)，理論上完全能承受來自切線方向的切換力。由于早期的復(fù)合式分接開關(guān)定弧觸頭的絕緣支座的背面沒有設(shè)置銷釘?shù)戎雇斯潭ㄑb置，一旦緊固定弧觸頭的螺紋或螺母出現(xiàn)松動(dòng)，動(dòng)弧觸頭的切換力作用在引坡的側(cè)面上，每次撞擊時(shí)支座的位置就會(huì)變動(dòng)，并造成的歪斜。也就是說隨著切換次數(shù)的增加，不僅絕緣支座的引坡易斷裂，而且變形歪斜達(dá)到一定程度會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作卡剎。這在有些仿V型200、500A規(guī)格和SYJZZ型復(fù)合式選擇開關(guān)上容易出現(xiàn)。

（2）有載分接開關(guān)在運(yùn)行中要經(jīng)受電（電場）、熱和力的三種破壞勢力。這三種破壞勢力對分接開關(guān)狀態(tài)的影響分別稱為電致變態(tài)、熱致變態(tài)和力致變態(tài)。當(dāng)破壞勢力得逞，引起狀態(tài)質(zhì)變，就會(huì)形成電氣故障，它包括熱的故障、電的故障和形變的故障。熱的故障通常指分接開關(guān)觸頭接觸不良，接觸電阻逐漸增大，局部過熱、溫度升高。根據(jù)其嚴(yán)重程度，熱性故障常常為被分為輕度過熱（一般低于150℃）、低溫過熱（150～300℃）、中溫過熱（300～700℃）、高溫過熱（一般高于700℃）四種故障情況。電的故障通常指分接開關(guān)內(nèi)部在高電場強(qiáng)度的作用下，造成絕緣性能下降或劣化的故障，根據(jù)放電的能量密度不同，電故障又分為局部放電、火花放電和高能電弧放電三種故障類型。形變的故障通常指分接開關(guān)在通過短路電流情況下，載流導(dǎo)體或傳動(dòng)構(gòu)件在承受巨大電動(dòng)力的作用下，產(chǎn)生的永久的機(jī)械變形與損壞或觸頭斥開而產(chǎn)生的熔焊與燒毀。

3.2機(jī)械故障

（1）緊固件松脫故障與診斷

針對電阻過渡的高速轉(zhuǎn)換有載分接開關(guān)而言，緊固件的鎖固性在一定程度上將會(huì)對工作的可靠性造成最直接的影響，在對操作進(jìn)行不斷變換的過程中，在快速釋放機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能的過程中切換機(jī)構(gòu)的動(dòng)、定觸頭系統(tǒng)可以在短時(shí)間內(nèi)相遇并完成閉合撞擊，由此機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生。同時(shí)，變壓器的電磁振動(dòng)會(huì)影響到分接開關(guān)，若使用不當(dāng)?shù)倪B接傳動(dòng)構(gòu)件和導(dǎo)電部件的緊固件，則在機(jī)械和電磁振動(dòng)的影響下，松退和脫落的情況會(huì)出現(xiàn)，進(jìn)而會(huì)對開關(guān)可靠且安全的工作造成不小的影響。

（2）快速機(jī)構(gòu)動(dòng)作故障與診斷。快速機(jī)構(gòu)作為一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)實(shí)現(xiàn)制定好的速度與程序促使切換或選擇開關(guān)完成快速切換，并且快速機(jī)構(gòu)的性能直接決定著分接開關(guān)的技術(shù)性能指標(biāo)，其本身所包含的動(dòng)作故障主要有機(jī)構(gòu)不切換、切換過快、切換過慢或失敗等，極易將過渡電阻燒毀引發(fā)電壓器事故，更有甚者會(huì)將觸頭系統(tǒng)燒毀，一旦將快速機(jī)構(gòu)釋放，則需要一刻不停地到達(dá)終點(diǎn)，且在數(shù)以萬計(jì)的操作當(dāng)中，不允許出現(xiàn)失敗，不然會(huì)由于過長的過渡觸頭橋接時(shí)間而導(dǎo)致由于過渡電阻器燒毀而引發(fā)的嚴(yán)重事故，因此不切換的故障堅(jiān)決不許出現(xiàn)。

4 有載調(diào)壓分接開關(guān)運(yùn)行和維護(hù)

4.1分接開關(guān)運(yùn)行管理

1）運(yùn)行中的有載分接開關(guān)應(yīng)嚴(yán)格按照巡視巡查要求執(zhí)行，要求外觀干凈整潔、無滲漏油現(xiàn)象、調(diào)壓中聲音正常，要定期紅外線測量油箱溫度監(jiān)視過熱現(xiàn)象。

2）嚴(yán)格執(zhí)行分接開關(guān)的定期檢查和試驗(yàn)規(guī)定，分接開關(guān)檢查要仔細(xì)對動(dòng)觸頭和靜觸頭接觸緊密程度、過渡電阻材質(zhì)性質(zhì)、絕緣筒密封等進(jìn)行全面深入檢測。重視直流電阻的測試、過渡過程中切換波形圖分析及絕緣油的色譜分析測試等試驗(yàn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)變化時(shí)不宜輕易放過，應(yīng)綜合分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差原因，確保不會(huì)漏查缺陷。

4.2 分接開關(guān)檢修后的檢查和驗(yàn)收

1）外觀檢查：分接開關(guān)儲(chǔ)油柜的閥門應(yīng)處于開啟;油位指示正常;吸濕器良好;密封良好無滲漏油;電動(dòng)機(jī)構(gòu)箱干凈整潔，密封措施完好;壓力釋放器完好無損;電動(dòng)機(jī)構(gòu)箱安裝應(yīng)水平，垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸應(yīng)垂直并動(dòng)作靈活;電動(dòng)機(jī)構(gòu)箱與分接開關(guān)的分接位置指示正確并一致。

2）電氣控制回路檢查：電氣控制回路接線正常并確保接觸良好;接觸器動(dòng)作靈活不發(fā)生誤動(dòng)、拒動(dòng)、連動(dòng);操動(dòng)電動(dòng)熔斷器符合容量匹配。

3）人工現(xiàn)場操作檢查：手動(dòng)操作一個(gè)循環(huán)，檢查傳動(dòng)機(jī)構(gòu)靈活性，聯(lián)鎖開關(guān)、極限開關(guān)、順序開關(guān)等動(dòng)作應(yīng)正確;正反操作時(shí)，檢查兩者轉(zhuǎn)動(dòng)角度與手動(dòng)搖轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，計(jì)數(shù)器動(dòng)作正確。

4）電動(dòng)操作檢查：電動(dòng)操作應(yīng)進(jìn)行兩個(gè)循環(huán)，逐級分接變換一個(gè)循環(huán)，檢查啟動(dòng)按鈕、緊急脫扣、電氣極限閉鎖動(dòng)作、手搖操作電動(dòng)閉鎖、遠(yuǎn)方控制操作均應(yīng)正確可靠。

4.3 分接開關(guān)的操作

1）運(yùn)行值班人員應(yīng)按照調(diào)度下達(dá)的電壓曲線或值班調(diào)度員命令及時(shí)調(diào)整有載分接開關(guān)，使電壓保持在規(guī)定范圍內(nèi)并做好相應(yīng)的操作記錄，有載調(diào)壓分接開關(guān)每日操作次數(shù)應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行。

2）進(jìn)行有載調(diào)壓時(shí)，按下調(diào)擋按鈕時(shí)間以不超過1 s為宜;禁止在裝有有載調(diào)壓開關(guān)側(cè)過負(fù)荷時(shí)操作分接開關(guān)調(diào)整電壓。

3）正常情況下有載調(diào)壓應(yīng)在遠(yuǎn)方操作，特殊情況下可就地電動(dòng)操作或手動(dòng)操作，操作完畢應(yīng)斷開操作機(jī)構(gòu)電源空開，以防止誤動(dòng)。

4）有載調(diào)壓應(yīng)逐級進(jìn)行，同時(shí)監(jiān)視分接位置及另外兩側(cè)電壓、電流保護(hù)，表計(jì)不應(yīng)出現(xiàn)回零、突跳、無保護(hù)等異常、操作完成后應(yīng)檢查分接位置指示器及動(dòng)作計(jì)數(shù)器應(yīng)準(zhǔn)確變動(dòng)。

5 結(jié)語

綜上所述，由于受主觀與客觀因素的影響，有載分接開關(guān)存在著多種問題，嚴(yán)重影響了變電設(shè)備與電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全，因此強(qiáng)化電力變電器有載分接開關(guān)運(yùn)行維護(hù)檢修勢在必行，有助于提高變壓器運(yùn)行的安全系數(shù)，進(jìn)一步保障整個(gè)電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]成健，邱云崗.有載分接開關(guān)運(yùn)行維護(hù)及檢修[J].山西電力，2012（4）：15.

[2]關(guān)雪梅.淺談電力變壓器有載分接開關(guān)的運(yùn)行維護(hù)檢修[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2016（11）：83.

（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修分公司）