有載分接開關(guān)在線濾油裝置的應(yīng)用

董征森

（山東曹縣供電公司，山東 曹縣 274400）

1 引言

近年來，電網(wǎng)以及電力用戶對(duì)電壓質(zhì)量的要求越來越高，有載調(diào)壓電力變壓器在電力系統(tǒng)（電網(wǎng)）中被廣泛的應(yīng)用。

為保證系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定，變壓器有載分接開關(guān)的動(dòng)作次數(shù)明顯增多，而這種頻繁切換動(dòng)作將使絕緣油的油質(zhì)下降，油質(zhì)下降又導(dǎo)致了開關(guān)絕緣件絕緣性能下降，因此變壓器有載調(diào)壓開關(guān)事故也隨之升高。那么，如何使絕緣油的油質(zhì)不下降，降低有載分接開關(guān)的事故率呢？安裝有載分接開關(guān)在線濾油裝置是解決這一難題的有效辦法，它可有效提高有載分接開關(guān)的可用率，提高電網(wǎng)以及電力用戶的供電可靠性。

2 有載調(diào)壓開關(guān)的運(yùn)行狀況

有載分接開關(guān)是在變壓器勵(lì)磁或負(fù)載狀態(tài)下進(jìn)行檔位轉(zhuǎn)換操作、調(diào)節(jié)變壓器繞組分接位置，從而改變變壓器二次輸出電壓的裝置。目前，曹縣電網(wǎng)運(yùn)行的變壓器有載調(diào)壓開關(guān)上海華明廠家生產(chǎn)的M型為主，它們基本上均用電阻過渡元件。然而，有載開關(guān)在調(diào)整電壓方便的同時(shí)也給變壓器的維護(hù)添加了麻煩，有載分接開關(guān)在帶負(fù)荷快速切換時(shí)產(chǎn)生電弧，絕緣油在電弧的作用下分解產(chǎn)生出游離碳、氫氣、可燃性烴類氣體，切換動(dòng)作將產(chǎn)生微量金屬顆粒，其中游離碳及金屬顆粒帶雜質(zhì)的一部分附積在分接開關(guān)絕緣件表面，特別附積在電場(chǎng)集中的帶電觸頭附近，另一部分懸浮于油中，而大部分積沉將被切換到油室箱底。分布在絕緣表面的顆粒雜質(zhì)將降低絕緣件的絕緣強(qiáng)度，懸浮于油中的顆粒雜質(zhì)則影響油的擊穿強(qiáng)度，特別在油中微水含量增加時(shí)，切換油室中雜質(zhì)顆粒的數(shù)量也隨著增多，這將嚴(yán)重地影響分接開關(guān)的整體絕緣水平。研究表明，在一定微水量的情況下，顆粒大小及其數(shù)量與擊穿電壓的關(guān)系成正比。油中顆粒數(shù)由10000顆/mL過濾凈化至10顆/mL時(shí)，顆粒直徑大于5um的擊穿電壓可以從24kV上升38kV，對(duì)顆粒直徑大于2um的擊穿電壓可以從21kV上升49kV。

《有載分接開關(guān)運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則》規(guī)定，在運(yùn)行中每切換 5000～10000次或油中擊穿電壓低于 25kV時(shí)，應(yīng)開蓋清洗換油或過濾一次；每6個(gè)月到1年分接開關(guān)變換 2000～4000次至少采樣一次，如超期不濾油也不清洗絕緣件，則絕緣水平將持續(xù)下降，隨著開關(guān)切換的增加，游離碳及重金屬顆粒越聚越多，這將嚴(yán)重影響分接開關(guān)的整體絕緣水平，特別是隨著懸浮在油中的碳粒和微水含量的增加，油的絕緣強(qiáng)度將大大降低，由此而產(chǎn)生分接開關(guān)相間擊穿甚至爆炸，危及變壓器安全運(yùn)行。為此，設(shè)備維護(hù)人員需要花大量的時(shí)間經(jīng)常對(duì)變壓器停電進(jìn)行調(diào)壓裝置的絕緣油處理，而這些將會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的另外一個(gè)指標(biāo)—供電可靠性產(chǎn)生不利影響，加裝在線濾油裝置是改善分接開關(guān)內(nèi)油質(zhì)的一種必要手段。

3 在線濾油裝置的運(yùn)行原理分析

有載分接開關(guān)在線濾油裝置主要用于35kV及以上浸油式變壓器有載分接開關(guān)絕緣油的循環(huán)過濾。

它是由一臺(tái)高性能油泵和兩臺(tái)過濾裝置組成，油回路與有載開關(guān)切換室中油成為一體，通過與有載開關(guān)的無源常開觸點(diǎn)相連組成驅(qū)動(dòng)回路，在有載開關(guān)動(dòng)作時(shí)便產(chǎn)生閉合信號(hào)并及時(shí)檢測(cè)倒計(jì)時(shí)數(shù)秒后開始投入運(yùn)行過濾，油從有載開關(guān)油室中抽出先經(jīng)除雜濾芯，然后再將絕緣油返回油室，整個(gè)過程都是密封閉路循環(huán)，沒有殘留空氣（如圖1）。

圖1

在變壓器正常運(yùn)行的情況下，分接開關(guān)在進(jìn)行切換動(dòng)作時(shí)，會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)在線濾油裝置，有效地去除分接開關(guān)內(nèi)油中的游離碳及金屬顆粒并可降低微量水份，確保油的擊穿電壓和使用壽命，有效地提高有載分接開關(guān)工作的安全性和可靠性，大大減少停電檢修次數(shù)，延長(zhǎng)維修周期，提高供電質(zhì)量，增長(zhǎng)油的使用壽命。

4 在線濾油裝置應(yīng)用

兩年來，由于供電環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等方面的因素，公司先后在110kV變電站安裝了四臺(tái)變壓器有載分接開關(guān)在線濾油裝置，實(shí)現(xiàn)了變壓器有載分接開關(guān)絕緣油運(yùn)行狀態(tài)下的循環(huán)過濾。在線濾油裝置作為有載分接開關(guān)的重要部件，充分發(fā)揮其在線凈油的作用，確保主變壓器處于完好和運(yùn)行狀態(tài)。兩年來，通過對(duì)在線濾油裝置應(yīng)用，在線濾油裝置有以下優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)：

（1）安裝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，整體式油路，雙道密封，密封可靠。

（2）實(shí)現(xiàn)瓦斯在線放氣和在線補(bǔ)油技術(shù)。

在設(shè)備巡檢時(shí)，巡檢人員通過濾油裝置自身的瓦斯在線放氣機(jī)構(gòu)直接將分接開關(guān)內(nèi)的氣體放盡；當(dāng)有載開關(guān)長(zhǎng)期工作油位下降時(shí)，可通過濾油裝置本身的注油機(jī)構(gòu)，將合格的同型號(hào)絕緣油補(bǔ)充注入到有載分接開關(guān)本體內(nèi)。

（3）在維護(hù)、調(diào)試在線濾油裝置，更換濾芯時(shí)操作簡(jiǎn)單。

在維護(hù)、調(diào)試在線濾油裝置時(shí)應(yīng)首先關(guān)閉控制電源開關(guān)，工作結(jié)束及時(shí)恢復(fù)合上自動(dòng)啟動(dòng)控制電源開關(guān)；運(yùn)行中調(diào)整油位，添加油，更換濾芯其他濾油機(jī)調(diào)試，工作開始前，應(yīng)觀察有載分接開關(guān)氣體繼電器是否有氣體存在，有明顯積氣時(shí)應(yīng)放盡氣體繼電器中氣體；更換時(shí)，首先斷開在線濾油裝置電源開關(guān)，關(guān)閉切換油室進(jìn)出油閥，然后拆卸失效濾芯。注滿合格絕緣油，就位復(fù)裝旋緊，再開啟切換油室進(jìn)出油閥，即可恢復(fù)在線濾油裝置電源開關(guān)，投入正常使用。

（4）在有載分接開關(guān)維修的同時(shí)應(yīng)對(duì)在線濾油裝置進(jìn)行檢修。

在線濾油裝置進(jìn)行檢修可以安排在主變有載分接開關(guān)維修時(shí)進(jìn)行，這樣可以達(dá)到減少停電時(shí)間、次數(shù)的要求。

（5）裝置設(shè)計(jì)的保護(hù)功能完善。

具有過壓失效報(bào)警停機(jī)功能，一旦濾芯阻塞失效，其壓力保護(hù)將動(dòng)作，設(shè)備面板顯示并報(bào)警遠(yuǎn)傳信號(hào)；具有狀態(tài)檢測(cè)和故障報(bào)警功能，內(nèi)部裝有相序保護(hù)器，防止電機(jī)反轉(zhuǎn)；空氣短路器，防止短路接地；具有系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)，如果系統(tǒng)發(fā)生故障可及時(shí)發(fā)現(xiàn)；可自動(dòng)控制內(nèi)部溫度，運(yùn)行可靠。

5 結(jié)論

經(jīng)過兩年多的運(yùn)行，在線濾油裝置的使用可以達(dá)到減少停電次數(shù)，從而達(dá)到提高供電可靠性及電能質(zhì)量的目的。今后，將對(duì)新建變電站主變?cè)诤炗喍ㄘ浐贤幸髲S家加裝線濾油裝置，對(duì)列入大修技改工程的主變改造時(shí)加裝線濾油裝置，逐步推廣實(shí)現(xiàn)全部35kV及以上浸油式變壓器加裝分接開關(guān)在線濾油裝置，提高我縣電網(wǎng)變壓器安全運(yùn)行性能，。.滿足電網(wǎng)以及電力用戶對(duì)電壓質(zhì)量的要求。

[1] DL/T574—1995.《有載分接開關(guān)運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則》[S].

[2] GB/T7601—1987.《運(yùn)行中變壓器油水分測(cè)定法（氣相色譜法）》[S].

[3] GB/T7595—2000.《運(yùn)行變壓器油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》.