35 kV變壓器有載分接開關日常維護及故障檢修

王德文

（中國葛洲壩集團第二工程有限公司，湖北 宜昌 443002）

0 引 言

35 kV變壓器被廣泛應用于電力企業(yè)，并且起到了非常關鍵的作用。有載分接開關對變壓器有著非常重要的影響。有載分接開關在實際使用中不僅可以有效提高35 kV變壓器所承受電壓的穩(wěn)定性，而且具備聯(lián)絡電網(wǎng)、改善功率分配等功能。因此，以35 kV變壓器有載分接開關為主體，對其工作原理、基本結構、日常維護以及故障檢修等相關內(nèi)容進行了詳細闡述，以期為相關工作人員提供參考。

1 基本概述

1.1 工作原理

有載分接開關主要是指35 kV變壓器處于勵磁狀態(tài)或者負載狀態(tài)時能夠自動完成變壓器分接和調(diào)整的開關裝置，其基本原理是由變壓器引出幾個不同的分支接頭，在確保該變壓器內(nèi)負載電流保持正常運行的前提下將負載電流在分接頭之間進行轉換，并且通過這種方式將匝數(shù)進行調(diào)整，從而達到調(diào)節(jié)電壓比的基本目標[1]。工作人員在使用有載分接開關作為35 kV變壓器的調(diào)節(jié)開關時，需要滿足兩個前提條件。第一，使用有載分接開關進行電壓調(diào)節(jié)的過程中，需要確保負載電流始終處于正常運行的狀態(tài)。第二，開關切換時應避免出現(xiàn)接頭短路的情況。

1.2 基本結構

目前，市場上比較常見的有載分接開關均是由切換開關、分接選擇器以及操作機構構成。第一，切換開關。切換開關的主要作用是承擔負載電流，其切換的速度非常迅速。由于切換開關在實際應用時不可避免地會產(chǎn)生電弧，進而對油質(zhì)產(chǎn)生一定負面影響，因此工作人員在安裝切換開關時，需要盡可能地將其進行獨立安裝。通過絕緣筒與油質(zhì)進行隔離，避免出現(xiàn)油質(zhì)劣化的情況發(fā)生。第二，分接選擇器。該部分的主要作用是承擔連續(xù)負載。同時，分接選擇器還需要按照一定順序對需要進行切換的分接頭進行接通。第三，操作機構。操作機構主要是指開關運行的主要動力設備。操作機構還包括安全聯(lián)鎖裝置、計數(shù)器、限位裝置、指示器及信號器等。操作機構通常被安裝在35 kV變壓器內(nèi)油箱的外壁上，以保障開關運行的安全性[2]。有載分接開關在實際應用中無論任何組成結構出現(xiàn)故障都會影響整個開關的變壓切換效果，因此工作人員需要對這些開關組成結構進行日常維護和定期檢查，以確保該開關在35 kV變壓器內(nèi)的應用效果。

2 日常維護

做好日常維護工作可以顯著降低35 kV變壓器內(nèi)開關發(fā)生故障的概率，因此工作人員需要高度重視變壓器等相關機械設備的日常維護工作。第一，日常維護。日常維護主要是指工作人員每日都需要對機械設備的運行狀態(tài)進行全面檢查，其主要檢查的內(nèi)容范圍較廣。檢查作業(yè)也是一些常規(guī)性的項目。第二，定期維護。日常維護相對應的是定期維護。定期維護主要是針對機械設備中容易發(fā)生故障或者重要性較高的構件進行的。由于定期檢查的復雜性較高，且所需支付的成本也相對較高，因此工作人員可以有針對性地對這些機械設備中比較重要的構件進行定期維護。通過這種方式不僅可以顯著降低35 kV變壓器開關運行時出現(xiàn)故障問題的概率，而且可以有效降低維護成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益[3]。目前，市場上很多電力企業(yè)都是根據(jù)自身企業(yè)的實際運營條件將兩種維護方法相互結合使用，不僅提高了日常維護效率，而且保障了企業(yè)的穩(wěn)定運行。

3 故障檢修

3.1 油位異常

3.1.1 故障原因

造成35 kV變壓器出現(xiàn)油位異常的原因主要是密封膠墊出現(xiàn)不同程度的破損。如果膠墊在安裝時未能按照設計標準進行準確地定位，出現(xiàn)少許的位置偏差，將很容易在后續(xù)的使用中因破損或者移位而失去原有的密封效果，導致35 kV變壓器的油位與開關中所顯示的油位存在一定數(shù)值誤差。在二者相互滲透的作用下，高油位油箱內(nèi)的油質(zhì)會自動向低油位的油箱進行緩慢流動，從而出現(xiàn)油位異常的情況。

3.1.2 解決措施

對于油位異常的故障，工作人員可以采取以下步驟進行有效解決。第一，將出現(xiàn)破損的膠墊進行拆除，然后準備統(tǒng)一規(guī)格型號的膠墊作為備用；第二，工作人員在更換膠墊前，應將開關密封面上的灰塵和雜物進行清除，然后將膠墊平鋪至法蘭上；第三，相鄰的法蘭之間需要保持一定距離的間隙；第四，工作人員需要根據(jù)開關預制高度對開關的具體安裝位置進行判斷。通常，開關的預制高度在5～15 mm范圍；第五，通過專業(yè)的吊具將開關與法蘭進行對接，并且使用9個六角螺絲對二者進行固定；第六，為進一步提高開關與膠墊之間的緊密性，工作人員還可以對二者相連接的部位進行注油處理，靜置約10 min左右對其進行觀察，若接口處并未出現(xiàn)滲油等類似現(xiàn)象，則可以確定膠墊安裝作業(yè)完成[4]。

3.2 局部溫度過高

3.2.1 故障原因

造成35 kV變壓器出現(xiàn)局部溫度過高等故障問題的主要原因通常有以下4點。第一，開關出現(xiàn)接觸不良的情況；第二，電路接觸不良；第三，導線焊接不良；第四，35 kV變壓器內(nèi)部鐵芯出現(xiàn)局部短路。工作人員可以對變壓器內(nèi)的氣體濃度進行測定，得到二氧化碳氣體濃度與一氧化碳氣體濃度的比值為5.93。由于5.93介于3～7，需要對局部過高溫度進行測定。若局部過高溫度在700～1 000 ℃，則可以判斷出該故障產(chǎn)生的熱量主要來自于分接開關接觸不良、夾件螺絲松動或接頭焊接不良、渦流引起銅過熱、鐵芯漏磁、局部短路、層間絕緣不良及鐵芯多點接地等。

3.2.2 解決措施

工作人員還可以通過對該35 kV變壓器進行紅外測溫、絕緣電阻測定及直流電阻測定等方式來有效地排除一些潛在的非故障因素，然后再有針對性地對該35 kV變壓器以及其所使用的開關采取相應的解決措施。第一，工作人員應先對開關的接觸點進行處理，通過更換或者修復的方式恢復接觸點零件的正常性能，并在安裝完成后對該零件進行加固處理，提高其在實際應用中的穩(wěn)定性；第二，檢測開關與35 kV變壓器之間連接處的密封性，確保其密封性能良好；第三，將35 kV變壓器的鐘罩進行拆除，對鐵芯內(nèi)的絕緣電阻進行阻值測定，并根據(jù)所測定阻值的大小來確定出現(xiàn)局部溫度升高故障的具體位置。同時，以此為依據(jù)判斷出35 kV變壓器內(nèi)殘留有極小體積的硅片和鋼片等構件。工作人員只需要合理地利用電磁場和油質(zhì)循環(huán)的作用力將位于油箱底部狹小縫隙中的硅片和鋼片進行吸附，然后在鐵芯部位形成一種由硅片和鋼片組合而成的具有較強流動性的介質(zhì)，從而有效地解決了因硅片和鋼片的在油箱底部鐵芯處所產(chǎn)生的局部溫度過高的故障問題。

3.3 接觸不良

3.3.1 故障原因

客觀上，有載分接開關在實際應用時常常會因為使用年限過于久遠而出現(xiàn)接觸不良的問題，對該35 kV變壓器的應用效果產(chǎn)生了一定不良影響。究其原因在于使用有載分接開關時，工作人員常在較短時間內(nèi)對其進行多次調(diào)壓，使得開關內(nèi)的觸頭出現(xiàn)不同程度的磨損，導致開關內(nèi)彈簧出現(xiàn)彈性下降等問題，最終導致開關內(nèi)無論是動態(tài)彈簧還是靜態(tài)彈簧都出現(xiàn)不同程度的壓力降低和電阻增大。開關兩端的觸頭進行相互接觸時，常常因熱量過高而導致氧化腐蝕或者機械變形等現(xiàn)象，最終造成開關受到損害而無法正常運行。

3.3.2 解決措施

對于開關內(nèi)觸頭之間出現(xiàn)的接觸不良的問題，工作人員可以采取以下步驟進行解決。第一，先將開關面板進行拆卸，然后使用砂紙將開關內(nèi)部的動態(tài)彈簧和靜態(tài)彈簧的觸頭進行打磨；第二，完成觸頭打磨作業(yè)后，工作人員可以針對35 kV變壓器的開關按照一定順序進行檔位調(diào)整，從1檔位依次調(diào)至7檔位，或者從7檔位依次調(diào)至1檔位；第三，工作人員完成調(diào)檔后，可以通過觀察開關調(diào)檔的過程中是否出現(xiàn)接觸不良的情況來判斷這一問題是否得到解決。若仍然存在接觸不良的問題，工作人員可以根據(jù)實際情況，適當?shù)剡x擇重復上述步驟，直至開關觸頭接觸不良的故障完全消失為止[5]。

3.4 卡檔故障

3.4.1 故障原因

卡檔故障也是有載分接開關在35 kV變壓器中實際應用時比較常見的一種故障形式。造成這種故障的主要原因是開關內(nèi)出現(xiàn)較長時間的大電流流通，對35 kV變壓器油箱內(nèi)的油質(zhì)產(chǎn)生了物理反應，導致油質(zhì)在較短的時間內(nèi)因快速分解而產(chǎn)生大量氣體。由于35 kV變壓器內(nèi)的安全裝置的密封性能較強，因此這些氣體無法在短時間內(nèi)排出變壓器，很容易造成變壓器內(nèi)壓力過大而出現(xiàn)卡檔故障。

3.4.2 解決措施

針對35 kV變壓器的卡檔故障，工作人員也制定了相應地解決策略。第一，工作人員需要先對出現(xiàn)卡檔故障的變壓器進行過渡性能的測定，并對最終測定結果進行分析；第二，根據(jù)變壓器測定的過渡性結果對一些使用年限較為久遠的開關進行斷點切換，并根據(jù)變壓器涉及的接觸時間和切換時間等相關參數(shù)信息對其使用性能進行判斷[6]；第三，結合上述測試結果對35 kV變壓器開關內(nèi)的主彈簧、爪卡以及復位彈簧等進行檢查，同時對調(diào)檔相關的重要零件的基本使用性能進行檢查。若這些構件出現(xiàn)不同程度的變形或者斷裂，工作人員可以對其進行更換或者修復，以在較短時間內(nèi)有效地解決35 kV變壓器卡檔故障。

4 結 論

雖然目前國內(nèi)仍然存在很多變電企業(yè)在實際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)不同類型的35 kV變壓器開關故障，但是隨著科學技術的不斷進步，相關技術人員一定會對有載分接開關的使用性能進行不斷地改善和優(yōu)化。