一起110kV變壓器有載調(diào)壓電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)箱CDF、快速齒輪彈簧機(jī)構(gòu)故障及其油管瓦斯繼電器錯(cuò)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(duì)一起110kV變壓器有載調(diào)壓電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)箱CDF-17、快速齒輪彈簧機(jī)構(gòu)故障及其油管瓦斯繼電器錯(cuò)位事故的重大缺陷的檢查、處理過程以及事故原因進(jìn)行了介紹分析、對(duì)變壓器有載調(diào)壓機(jī)構(gòu)、切換開關(guān)運(yùn)行中故障缺陷的故障處理具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：變壓器有載調(diào)壓電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)箱CDF-17；快速齒輪彈簧機(jī)構(gòu)；有載油管瓦斯氣體繼電器錯(cuò)位故障處理

1 概述

變壓器在電力系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，但變壓器有載調(diào)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(diào)壓電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)箱CDF-17、快速齒輪彈簧機(jī)構(gòu)故障及其油管瓦斯繼電器錯(cuò)位故障處理的原因分析、處理過程及對(duì)策。

2 故障現(xiàn)象

2013年珠海井岸站#1變壓器停電，其有載調(diào)壓開關(guān)大修時(shí)，試驗(yàn)前發(fā)現(xiàn)9A、9B、9C檔時(shí)，9B檔電動(dòng)、手搖均升檔不了9C檔的現(xiàn)象，解體拆開有載機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)不但是快速齒輪彈簧機(jī)構(gòu)故障、而且，現(xiàn)場(chǎng)還發(fā)現(xiàn)有載油管瓦斯繼電器錯(cuò)位的重大缺陷，同時(shí)機(jī)構(gòu)箱CDF-17及其內(nèi)元件老化腐爛。

3 處理過程

3.1 原因分析

有關(guān)人員經(jīng)過了初步的分析、判斷，認(rèn)為出現(xiàn)變壓器有載調(diào)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(jī)構(gòu)箱CDF-17機(jī)構(gòu)手搖故障；（3）機(jī)構(gòu)箱CDF-17機(jī)構(gòu)機(jī)械內(nèi)部故障；（4）快速齒輪彈簧機(jī)構(gòu)內(nèi)部故障；（5）F1型有載分接開關(guān)內(nèi)部故障；（6）水平連桿、垂直連桿松動(dòng)故障。（7）機(jī)構(gòu)箱CDF-17內(nèi)元件老化腐爛。

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

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

（2） 變壓器有載調(diào)壓內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，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(dòng)的油流和氣流使氣體繼電器動(dòng)作，跳開斷路器，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的保護(hù)。

（3） 變壓器在運(yùn)行或試驗(yàn)時(shí)，鐵芯及零件等金屬部件均處在強(qiáng)電場(chǎng)之中，瓦斯氣體繼電器當(dāng)定期檢修內(nèi)容：a.檢驗(yàn)氣體繼電器是否合格。b.應(yīng)水平安裝，頂蓋上標(biāo)示的箭頭指向儲(chǔ)油柜。c.允許繼電器的管路軸線往儲(chǔ)油柜方向的一端稍高，但與水平面傾斜不應(yīng)超過4%。d.各法蘭的密封墊需安裝妥當(dāng)。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(diǎn)

采用逐項(xiàng)排除法查找故障，有載調(diào)壓開關(guān)9B檔升檔不了9C檔，經(jīng)檢查、AC、DC萬(wàn)用表測(cè)試L1、L2、L3有電，Q1、S8、S6、S7、K1、K2、M1電動(dòng)機(jī)、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(jī)構(gòu)箱CDF-17機(jī)構(gòu)9B以下檔位手搖、電動(dòng)均正常；故載調(diào)壓開關(guān)9B升不了檔與（1）電源故障、（6）水平連桿、垂直連桿松動(dòng)、機(jī)構(gòu)箱機(jī)構(gòu)手搖無關(guān)。

首先，檢查載調(diào)壓機(jī)構(gòu)要有的功能：（1）能有1→n和n→1的往復(fù)操作功能。（2）有終點(diǎn)限位功能。（3）有一次調(diào)整一個(gè)檔位功能。（4）有手動(dòng)和電動(dòng)兩種操作功能。（5）有位置信號(hào)指示功能。

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

圖2 有載調(diào)壓解體前照片 圖3 有載調(diào)壓開關(guān)開蓋解體照片

圖3中珠海井岸站#1變壓器有載調(diào)壓開關(guān)大修解體照片，按圖所示發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)錯(cuò)誤：

（1）開關(guān)油室內(nèi)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(guān)檢修導(dǎo)則所示（如圖4所示）及廠方標(biāo)準(zhǔn)（如圖5所示）

圖4 有載調(diào)壓開關(guān)檢修導(dǎo)則照片 圖5 廠方標(biāo)準(zhǔn)圖照片

開關(guān)油室內(nèi)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(guān)油室內(nèi)白色吸油管、油室外吸油管S應(yīng)該與放油彎管連接；排氣彎管應(yīng)該與放油彎管連接；普通彎管應(yīng)該與開關(guān)繼電器連接；

有載調(diào)壓快速齒輪彈簧機(jī)構(gòu)9B檔解體照片。（如圖6所示）

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

F1型有載分接開關(guān)剛經(jīng)過2012年大修，經(jīng)如下各項(xiàng)檢查正常，內(nèi)部無故障（如圖8所示）：（1）拆卸及重新安裝切換開關(guān)（即吊出及重新裝入）；（2）清洗切換開關(guān)油箱及部件；（3）檢查切換開關(guān)油箱及部件；（4）測(cè)量觸頭磨損程度；（5）測(cè)量過渡電阻；（6）清洗切換開關(guān)小油枕；（7）更換切換開關(guān)油；（8）檢查保護(hù)繼電器、驅(qū)動(dòng)軸、電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如有安裝油濾清器及電壓調(diào)節(jié)器也必須進(jìn)行檢查。

有載調(diào)壓機(jī)構(gòu)箱CDF-17及其內(nèi)元件老化腐化（如圖9所示）

圖8 有載調(diào)壓切換開關(guān)解體照片 圖9 機(jī)構(gòu)箱CDF舊照片

3.3 故障處理

隨后我們針對(duì)對(duì)照現(xiàn)場(chǎng)各故障與檢修導(dǎo)則圖片作相關(guān)調(diào)整，選擇多種方法進(jìn)行處理有載故障：針對(duì)（2）、（3）、（7）機(jī)構(gòu)箱CDF-17機(jī)構(gòu)機(jī)械內(nèi)部故障及機(jī)構(gòu)箱內(nèi)元件老化腐爛，則選擇機(jī)構(gòu)箱CDF-17整臺(tái)更換（如圖10所示）；（4）針對(duì)快速齒輪彈簧機(jī)構(gòu)內(nèi)部故障，則選擇快速齒輪彈簧機(jī)構(gòu)整臺(tái)磨合更換（如圖11所示）；針對(duì)瓦斯氣體繼電器錯(cuò)位作如下正確連接調(diào)整處理：a.開關(guān)油室內(nèi)白色吸油管、油室外吸油管S應(yīng)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(guān)繼電器連接（如圖12所示）。

圖12 瓦斯氣體繼電器錯(cuò)位故障處理后的照片

然后，對(duì)整臺(tái)有載調(diào)壓開關(guān)進(jìn)行調(diào)試、試驗(yàn)，各項(xiàng)性能正常、指標(biāo)正確：

（1）1→17和17→1的往復(fù)操作功能正常。（2）1檔、17檔終點(diǎn)限位功能正常。（3）一次調(diào)整一個(gè)檔位功能正常。（4）手動(dòng)和電動(dòng)兩種操作功能正常。（5）位置信號(hào)指示功能正常。（6）最后對(duì)地絕緣電阻、過渡電阻、直流電阻、開關(guān)波形特性、介損、水分、油色譜各項(xiàng)試驗(yàn)合格（如圖13所示）。

圖13 有載調(diào)壓開關(guān)波形特性

4 吸取教訓(xùn)

井岸站#1變壓器于1997年6月19日投產(chǎn)，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(cuò)誤，應(yīng)當(dāng)吸取上述教訓(xùn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

SFZ8-31500/110型變壓器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用較多，由此得到以下啟示：要根據(jù)有關(guān)規(guī)程（或廠家要求）的規(guī)定，加強(qiáng)SFZ8-31500/110型變壓器的監(jiān)造、出廠試驗(yàn)、新裝時(shí)的交接試驗(yàn)和運(yùn)行中的定期預(yù)防性試驗(yàn)，盡早發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)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(shè)計(jì)鋼材材料及工度，防止關(guān)鍵部位及其轉(zhuǎn)動(dòng)部位鋼材強(qiáng)度不夠而過快磨損。變壓器大修時(shí)，應(yīng)把有載調(diào)壓電動(dòng)操作機(jī)箱CDF內(nèi)外是否老化、快速齒輪彈簧機(jī)構(gòu)是否變形 、有載吸油管及其瓦斯繼電器連接是否錯(cuò)置，作為其中檢查項(xiàng)目之一。運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)變壓器有載調(diào)壓電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)箱、快速齒輪彈簧機(jī)構(gòu)、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(shí)作出處理，以保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]變電檢修[M]. 中國(guó)電力出版社，2002.

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

[3] 吳江元遠(yuǎn)洋電氣有限責(zé)任公司.CDF電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)使用說明書[Z].OWK 0463 031 SM 2007.

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

作者簡(jiǎn)介：羅思源（1966-），男，本科學(xué)歷，電力系統(tǒng)及自動(dòng)化專業(yè)，變電檢修高級(jí)技師，變電檢修助理技能專家，從事電氣設(shè)備安裝、調(diào)試、維護(hù)、檢修、大修技改、缺陷處理工作27年。