變壓器有載分接開(kāi)關(guān)故障分析

魏其虎

(德州實(shí)華化工有限公司，山東 德州 253000)

在電力系統(tǒng)中電壓質(zhì)量是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。電力系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大，會(huì)引起系統(tǒng)電壓大幅波動(dòng)，為穩(wěn)定電網(wǎng)的電壓，提高電壓質(zhì)量，最有效的措施是用有載分接開(kāi)關(guān)進(jìn)行電壓調(diào)整。有載分接開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)作為變壓器的重要組件，它的穩(wěn)定性、可靠性直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)電網(wǎng)電壓質(zhì)量水平和變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行[1]。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，有載開(kāi)關(guān)的故障大部分屬于機(jī)械故障，絕緣故障則比較少見(jiàn)[2]。

某公司10 kV 8#整流變?yōu)槭覂?nèi)運(yùn)行，型號(hào)為ZHSFT-9300/10,2012年搬遷至新廠(chǎng)投入運(yùn)行，采用有載調(diào)壓方式，級(jí)數(shù)為19級(jí)。有載開(kāi)關(guān)型號(hào)為MA9B 10193，MA9B 電動(dòng)機(jī)構(gòu)主要用于 ZV 有載分接開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)與控制，其電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)與HMK7控制器組成，實(shí)現(xiàn)有載調(diào)壓系統(tǒng)的自動(dòng)控制。2018年對(duì)開(kāi)關(guān)芯體檢修后，該有載開(kāi)關(guān)運(yùn)行近2年。

1 故障發(fā)生情況

2020年9月30日23:14，運(yùn)行人員報(bào)告 8#整流變發(fā)出重瓦斯故障跳停信號(hào)，開(kāi)關(guān)柜5539跳閘，檢修人員對(duì)故障變壓器進(jìn)行了相關(guān)檢查。

故障前運(yùn)行情況：經(jīng)檢查，該有載開(kāi)關(guān)調(diào)壓9 231次，故障時(shí)該變壓器有載開(kāi)關(guān)在9分接運(yùn)行，故障當(dāng)天調(diào)擋記錄次數(shù)1次，時(shí)間為9月30日23:07，分頭調(diào)壓方向?yàn)?0擋→9擋。

檢查情況：①變壓器本體氣體繼電器正常，本體壓力釋放閥未動(dòng)作，未出現(xiàn)噴油情況；②有載開(kāi)關(guān)氣體繼電器重瓦斯動(dòng)作造成8#整流變保護(hù)跳停；③檢查有載開(kāi)關(guān)絕緣油耐壓性，油樣為暗紅色且具有刺激性氣味，絕緣油打壓至29.2 kV；④檢查有載開(kāi)關(guān)切換情況，1～10擋切換正常，在10擋升至11擋過(guò)程中，電動(dòng)調(diào)擋機(jī)構(gòu)跳閘，手動(dòng)搖擋機(jī)構(gòu)卡住，11擋→10擋方向搖動(dòng)正常。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)本體檢查情況，氣體繼電器動(dòng)作情況，油樣采樣情況，有載開(kāi)關(guān)切換情況，初步分析認(rèn)為：有載開(kāi)關(guān)內(nèi)部存在機(jī)械故障，造成重瓦斯動(dòng)作，不能再運(yùn)行，須停車(chē)進(jìn)行檢維修。

2 故障原因

檢查開(kāi)關(guān)芯體發(fā)現(xiàn)：開(kāi)關(guān)芯體B相正負(fù)極性切換觸頭有熔融痕跡，下觸頭熔融變形嚴(yán)重，且存在大量吸附的積碳，如圖1所示。

圖1 開(kāi)關(guān)觸頭變形情況

正負(fù)極性切換:主繞組可正接或反接分接繞組，調(diào)壓范圍增大1倍。正接調(diào)壓線(xiàn)圈，相當(dāng)于依次加上調(diào)壓線(xiàn)圈上的各分接匝數(shù);反接時(shí)，兩線(xiàn)圈繞向相反，產(chǎn)生反向磁道，相當(dāng)于在主線(xiàn)圈上依次減去調(diào)壓線(xiàn)圈上各分接匝數(shù)。1～9擋位為正向調(diào)節(jié)過(guò)程，10擋為中間擋位，11～19擋為負(fù)向調(diào)節(jié)過(guò)程。

通過(guò)對(duì)正負(fù)極性切換過(guò)程分析，此次故障的直接原因是有載開(kāi)關(guān)調(diào)壓極性切換時(shí)，主觸頭B相接觸不良而造成B相觸頭產(chǎn)生積碳，最終導(dǎo)致觸頭熔融后無(wú)法順利切換，氣體繼電器重瓦斯動(dòng)作跳閘。

綜合以上分析，此次事故主要原因?yàn)橛休d開(kāi)關(guān)裝配質(zhì)量問(wèn)題。

3 故障處理

根據(jù)分析結(jié)果，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)有載開(kāi)關(guān)進(jìn)行了如下處理：更換損壞的B相觸頭，打磨處理A相和C相觸頭。重新投入運(yùn)行前，逐級(jí)做直流電阻試驗(yàn)和相應(yīng)絕緣試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后投入運(yùn)行。直流電阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)按照有載調(diào)擋開(kāi)關(guān)擋位順序記錄，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

4 預(yù)防措施

在調(diào)壓過(guò)程中，變壓器有載分接開(kāi)關(guān)的選擇開(kāi)關(guān)不參與切斷負(fù)荷電流,但每一次切換選擇，要求動(dòng)、靜觸頭必須可靠接觸，且接觸的壓力和面積滿(mǎn)足通過(guò)負(fù)荷電流的要求，故應(yīng)采取如下預(yù)防措施。

(1)正常預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)應(yīng)測(cè)量逐個(gè)分接的繞組直流電阻,不常用分接應(yīng)反復(fù)切換后測(cè)量,測(cè)量結(jié)果應(yīng)滿(mǎn)足《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中的要求,即同分接不同相直流電阻誤差小于2%,同相各分接直流電阻按一定的規(guī)律遞增或遞減[3]。

表1 直流電阻試驗(yàn)結(jié)果

(2)檢查變壓器本體時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)檢查選擇開(kāi)關(guān)各觸頭的接觸情況，動(dòng)、靜觸頭兩接觸面間應(yīng)有足夠的壓力；對(duì)發(fā)現(xiàn)有燒傷放電痕跡或表面氧化的觸頭，要進(jìn)行修復(fù)或定期更換;必要時(shí)逐一測(cè)量各動(dòng)、靜觸頭間的接觸電阻,其阻值應(yīng)< 500 μΩ。

(3)變壓器在調(diào)壓操作過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)監(jiān)視運(yùn)行電壓的變化，出現(xiàn)電壓不變化或變化不符合調(diào)壓規(guī)律，三相電壓變化不對(duì)應(yīng)等情況,應(yīng)立即停止調(diào)壓，查明原因，并進(jìn)行處理。

5 結(jié)語(yǔ)

變壓器有載分接開(kāi)關(guān)的可靠和穩(wěn)定性直接影響供電質(zhì)量和變壓器的安全運(yùn)行，在檢修維護(hù)工作中，檢修人員應(yīng)提高對(duì)裝配質(zhì)量的要求，并做好開(kāi)關(guān)芯體定期檢查，做好維護(hù)保養(yǎng)工作。