110 kV變壓器調壓開關故障案例分析

胡首 王柯 楊雨薇 楊眉

摘 要：圍繞某110 kV變電站的主變壓器有載調壓開關故障，對該故障設備進行了試驗、吊芯檢查，由此推斷分析出故障產生是因為該故障變壓器前期有載調壓開關安裝存在偏差，并就故障原因給出了相應的處理方案和防范措施，為變壓器安全穩定運行提供了參考。

關鍵詞：變壓器;有載調壓開關;吊芯檢查

中圖分類號：TM41? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2022）12-0001-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.12.001

0? ? 引言

作為電力變壓器運維、檢修人員，必須熟練掌握電力變壓器的絕緣結構、整體性能、工藝要求、維護方法等，并對其制訂合理的優化運行方案[1]。運維和檢修人員還要能夠對發生故障的電力變壓器進行故障原因分析與處理，并制訂事故預防方案，確保變壓器運行安全、使用壽命及供電可靠性。有載調壓開關封閉在變壓器內，是變壓器本體的核心結構[2]。有載調壓開關設備的安裝工藝要求極為嚴格，而且設備往往先由廠家安裝、調試成功后再運送至現場，這就使得有載調壓開關即使存在隱患都不易察覺，投運后發生事故也不易查找故障點[2]。因此，明確有載調壓開關可能出現的故障以及故障產生原因，并提前防范，對于保障變電站安全穩定運行尤為重要。

1? ? 故障基本信息

某110 kV變電站#2主變調壓開關出廠廠家為合肥ABB變壓器有限公司，出廠日期為1999年6月，型號為UC型調壓開關，上半部分的調壓切換開關有單獨的油室，方便吊出檢查，下半部分的分接選擇器裝設于本體內，檢修時需要吊罩。該設備基本信息如表1所示。

2? ? 異常情況

在未對該110 kV變電站#2主變進行修前試驗的情況下，施工單位對#2主變進行了有載調壓分接開關的吊芯檢查，并于當日對有載調壓分接開關進行裝復。在安裝完畢后進行直阻試驗時發現，有載調壓分接開關奇數檔動作至偶數檔時，高壓側直阻數據無明顯變化，當偶數檔動作至奇數檔時，高壓側直阻數據大幅下降，不符合有載調壓開關正確動作時直阻的變化規律，如表2所示。進行繞組變比試驗時發現，奇數檔繞組變比超標，偶數檔繞組變比合格，如表3所示。且奇數檔動作至偶數檔時設備聲音異常輕微，不符合正常調壓開關動作時所發出的聲音，判斷分接開關未正確動作，需要重新對有載分接開關進行吊芯檢查。

有載調壓分接開關偶數檔動作正常，奇數檔無法正確動作，且調檔時設備聲音異常輕微，不符合正常調壓開關動作時所發出的聲音，判斷分接開關未正確動作。隨后重新對有載分接開關進行吊芯檢查。

3? ? 事件原因分析

檢修班組組織工作人員將分接開關吊出，對損壞的部件進行分析，發現分接開關底部一塊活動板斷裂，如圖1所示;軸承已經卡死不能轉動，軸承的承載金屬塊上有多條圓弧狀劃痕，如圖2所示;受損的軸承及斷裂的活動板如圖3所示;軸承內滾珠存在崩解，現場殘留部分金屬碎屑，如圖4所示。說明部件在轉動過程中存在嚴重卡澀及外力，軸承受到了嚴重的剮蹭，直至將滾珠崩解，底部活動軸承斷裂。

損壞的環氧樹脂活動板所處的位置在切換開關的底部，切換開關的工作原理為切換過程中負載回路不斷路、不短路[3]，變壓器兩相鄰抽頭必須有一個短（橋）接過程，通過此過程可以實現不斷路[2]，同時也要在變壓器兩相鄰抽頭之間串接合適的電阻（或電抗），起到切換過程不短路的作用。損壞的環氧樹脂板作為傳動部件，所受力為兩側軸承帶來的牽引力。

分析以上工作原理可以發現，分接開關的活動不分順逆方向，可以左右來回切換至任意位置。環氧樹脂材料有著優良的化學穩定性，固化物呈三維網狀結構，又能耐油類等的浸漬，大量應用于油槽、油輪、飛機的整體油箱內壁襯里等，因此可以排除腐蝕、氧化等原因所導致的材質強度下降。環氧固化物的耐熱性一般為80～100 ℃，遠高于變壓器運行時的溫度，因此也可以排除因熱老化而導致的材料強度下降。環氧樹脂材料力學性能高，環氧樹脂具有很強的內聚力，分子結構致密，一般能夠承受的沖擊強度為80 kJ/m2，將此部件損壞需要強大的沖擊力，由于未做修前試驗，且沒有裝復時的照片，結合此變壓器之前的使用工況，判斷原因為該公司將有載調壓開關裝復時位置未對正，隨后對調壓開關進行直流電阻試驗時電動調檔產生的應力將活動板折斷，從而導致調檔異常。

4? ? 后續處理情況

檢修班組采用與損壞的活動板相同的材料進行精加工，按照之前的比例制作出同樣的活動板進行代替，同時更換了損壞的軸承，清洗了調壓開關，對所有螺栓均進行了緊固檢查。對有載調壓開關箱內雜質進行了清洗，暴露2 h左右，符合規程要求。

裝復時反復確認位置并注入合格的變壓器油，開展修后全檔位直阻及繞組變比試驗正確，高壓側直阻變化規律符合有載調壓開關動作情況，如表4、表5所示。有載調壓開關動作正確，試驗合格，可以投運。

5? ? 反措及建議

（1）嚴格管控施工隊施工質量，任何設備修前試驗都必不可少，以杜絕錯項漏項情況發生。重要施工現場，由技術負責人現場旁站把關到位，確保施工及試驗流程、方法正確合格，防止因施工隊技能水平不足造成電網設備損壞[2]。

（2）切換開關吊出時應做好裝配標記，緊固切換開關本體前，確保切換開關本體法蘭平面與油室法蘭平面貼平，對有載調壓開關機械、電氣閉鎖位置進行校驗檢查，對水平、垂直連桿操作機構的連接效應進行校對，確保橫平豎直，同時對分接開關動作圈數進行校對。

（3）加強有載分接絕緣油檢測。通常對變壓器油的檢測更加關注本體油樣，有載調壓開關油樣檢測易被忽視[4]。應加強有載調壓油樣檢測，按周期取油樣定期檢測，開展油耐壓、油介損、油色譜、微水等測試項目，及時發現異常，為吊芯檢查提供參考依據。CF17BD0E-6054-4481-9117-7A94CABA9EEB

（4）在開展主變例行檢修時，針對長期未進行檔位切換的主變，應結合試驗對分接開關各檔位置多轉動幾次，除去氧化膜或油污的影響，確保檔位接觸良好[5]。

（5）按照周期要求定期開展有載調壓開關吊檢，更換開關箱內絕緣油并進行清洗，對絕緣件表面進行清潔，并緊固各部螺栓[6]。對調檔頻繁、達到廠家規定動作次數的分接開關應提前安排檢修。檢修后應做好全檔位直流電阻/變比測試、分接開關過渡電阻試驗，確保分接開關正常。

6? ? 結語

對于110 kV電力變壓器各個核心構件的制造、運行、維護和檢修，涉及的所有部門應協同合作。對于電力變壓器的制造，尤其是其中核心元件的制造，應嚴格遵循國家標準和行業標準，確定詳細、嚴格的制造工藝、質量標準和檢驗方法，同時切實執行[2]。

大力推行有載調壓開關設備帶電檢測工作，及時監控和掌握有載開關設備運行情況[7]，盡早發現設備缺陷與隱患，能夠避免類似事故再次發生。

[參考文獻]

[1] 程蓉.淺談油浸式電力變壓器故障的分析與預防[J].中國電力教育，2010（13）：263-264.

[2] 孔祥，王德文，趙付章.一起110 kV變壓器有載調壓開關故障分析[J].電力安全技術，2017，19（4）：24-26.

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[5] 國彬.抑制操作過電壓的方法[J].電力設備，2005（7）：119.

[6] 閆超，閻昆.電力變壓器有載調壓開關故障實例分析[J].機電信息，2014（36）：67.

[7] 王柯，楊雨薇.變電設備檢修中SF6斷路器的運行維護[J].電子元器件與信息技術，2019，3（12）：89-90.

收稿日期：2022-03-21

作者簡介：胡首（1988—），男，山西朔州人，技師，工程師，研究方向：配電自動化、配電電纜運維。

王柯（1973—），男，湖南邵陽人，高級技師，研究方向：變電檢修。CF17BD0E-6054-4481-9117-7A94CABA9EEB