一起因分接開關(guān)接觸不良導(dǎo)致的繞組直阻異常分析及處理

張金良，侯全兵，趙永亮，趙萬里，董 智

（山東電力設(shè)備有限公司，山東 濟南 250022）

0 引言

變壓器繞組直流電阻測量是變壓器的例行試驗，其目的是檢查繞組導(dǎo)線連接情況，引線與套管、引線與分接開關(guān)、引線與引線的連接是否良好，各相繞組的直流電阻是否平衡等［1］。

以一起220 kV 變壓器分接開關(guān)連接不良，造成局部過熱，引起絕緣油分解而產(chǎn)生特征氣體的故障為例，通過原理分析并結(jié)合診斷性試驗，確定導(dǎo)致直阻異常的大致部位，縮小了檢查的范圍，為問題的處置提供有力的幫助。

1 故障介紹

1.1 故障概況

某220 kV 變電站主變壓器型號為SFSZ10-180000／220，高壓側(cè)額定電壓為230 kV，中壓側(cè)額定電壓為121 kV，低壓側(cè)額定電壓為38.5 kV。該變壓器運行中油色譜在線監(jiān)測發(fā)異常信號，隨后取變壓器本體油樣進行色譜分析，其中氫氣、乙炔、總烴含量超出標(biāo)準(zhǔn)中的注意值，絕緣油色譜分析數(shù)據(jù)見表1。同時，變壓器退出運行。

表1 絕緣油色譜分析數(shù)據(jù) μL／L

1.2 電氣試驗情況

變壓器退出運行后，先后對電壓比測量、直流電阻測量、絕緣電阻測量、介質(zhì)損耗因數(shù)測量、繞組對地和繞組間的電容進行了測量。除高壓側(cè)8 分接和16 分接直流電阻不平衡率超出標(biāo)準(zhǔn)外［2］，其他試驗結(jié)果均正常。高壓側(cè)直流電阻測量結(jié)果見表2。

表2 32 ℃下高壓側(cè)直流電阻

2 故障分析

2.1 變壓器絕緣油色譜分析

對比油中各特征氣體的含量，其中氫氣、甲烷、乙烯的含量較高，乙烯含量超過乙烷含量，具有高溫過熱故障類型的特征。依據(jù)GB／T 7252—2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》，采用三比值法分析［3］，三比值編碼為002，故障類型為高溫過熱，故障實例有：分接開關(guān)接觸不良；引線連接不良；導(dǎo)線接頭焊接不良，股間短路引起過熱；鐵芯多點接地，硅鋼片間局部短路等。

2.2 電氣試驗分析

變壓器退出運行后電氣試驗，高壓側(cè)8 分接和16 分接直流電阻三相不平衡率超出標(biāo)準(zhǔn)。三相線圈直流電阻基本相當(dāng)，變壓器有載分接開關(guān)和高壓側(cè)中性點布置在C 相側(cè)，即C 相引線相對較短，直流電阻理論值應(yīng)當(dāng)最小。直流電阻測試結(jié)果為高壓側(cè)8 分接和16 分接的C 相直流電阻值明顯高出A、B相直流電阻值。變壓器油在線監(jiān)測發(fā)現(xiàn)異常時，變壓器運行在8 分接。同時，油色譜數(shù)據(jù)表征變壓器存在高溫過熱現(xiàn)象。綜合分析，變壓器故障為分接引線連接異常導(dǎo)致油中過熱。

2.3 故障位置判斷

8 分接時的電氣原理如圖1 所示，16 分接時的電氣原理如圖2 所示，圖1、圖2 中僅體現(xiàn)工作電流流過的分接選擇器所處位置，省略切換開關(guān)。對比圖1 和圖2 可看出，8 分接和16 分接時，有電流流經(jīng)的分接選擇器觸頭均位于分接選擇器觸頭8 處，不同的是極性選擇器分別接通觸頭“+”和觸頭“-”。

8 分接和16 分接同時出現(xiàn)直流電阻異常的現(xiàn)象，應(yīng)關(guān)注8 分接和16 分接電流流經(jīng)的公共路徑。即主繞組、主繞組至開關(guān)極性選擇器、分接繞組抽頭8 至開關(guān)分接選擇器觸頭8、分接選擇器8 經(jīng)切換開關(guān)至變壓器中性點。又因為除8 分接和16 分接以外的直流電阻正常，可確定主繞組、主繞組至開關(guān)極性選擇器、分接選擇器經(jīng)切換開關(guān)至變壓器中性點的連接正常。因此可判斷接觸不良的位置應(yīng)位于分接繞組抽頭8 至分接選擇器觸頭8 這一段的連接中。

圖1 8 分接電氣原理

圖2 16 分接電氣原理

這一段的連接有分接繞組抽頭8 與分接線8 的壓接、分接線8 與引線接線端子8 的壓接、引線接線端子8 與分接選擇器靜觸頭8 的緊固、分接選擇器靜觸頭8 與分接選擇器動觸頭的接觸4 個位置［4］。

3 檢查和處理情況

3.1 檢查情況

根據(jù)以上分析，變壓器油色譜異常為分接繞組抽頭8 至分接選擇器觸頭8 間的接觸不良造成的局部過熱導(dǎo)致，因此對上述的4 處進行重點檢查。

變壓器放油后內(nèi)檢，發(fā)現(xiàn)有載分接選擇器C 相的靜觸頭8 外觀異常，靜觸頭有過熱痕跡。用于緊固引線接線端子8 與分接選擇器靜觸頭8 的螺栓松動［5］分接選擇器C 相靜觸頭8 圖片見圖3。檢查時發(fā)現(xiàn)的位置和現(xiàn)象與油色譜分析、電氣試驗分析的結(jié)果一致。

圖3 分接選擇器C 相靜觸頭8

3.2 處理情況

檢查發(fā)現(xiàn)端子連接處過熱變色外，無其他可見的損傷，因此對端子外觀進行打磨處理后重新緊固，復(fù)測直流電阻合格。變壓器濾油處理后恢復(fù)送電，跟蹤油色譜數(shù)據(jù)，未見異常。

4 結(jié)語

變壓器分接開關(guān)作為變壓器上重要的組件之一，對變壓器的穩(wěn)定、可靠運行起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)變壓器出現(xiàn)故障并涉及分接開關(guān)時，基于分接開關(guān)的工作原理，結(jié)合變壓器的結(jié)構(gòu)進行綜合分析，可快速準(zhǔn)確地鎖定變壓器故障點的范圍，為故障的排查和消除提供有力的幫助。