變壓器分接開關(guān)故障診斷與分析

朱彤濤

[摘要]根據(jù)變壓器分接開關(guān)的常見故障,進行診斷和分析,并對故障類別處理措施進行可行性探討。

[關(guān)鍵詞]變壓器分接開關(guān)故障分析探討

中圖分類號:TM4文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1110027-01

一、概述

變壓器在正常運行時,由于負載的變化,或一次側(cè)電源電壓的變化,二次側(cè)電壓也是經(jīng)常在變動的。運行電網(wǎng)各點的實測電壓一般不是恰好與運行的額定電壓相等。這種實際電壓與額定電壓之差稱為電壓偏移。因為電網(wǎng)電壓偏移的存在是難免的,我們要求這種偏移電壓不能太大,否則就不能保證用戶的供電質(zhì)量,就會對用戶帶來一些不利的影響。因此,對變壓器進行調(diào)壓,是變壓器正常運行中一項必要的工作。目前,對變壓器進行調(diào)壓有兩種方式,即有載調(diào)壓和無載調(diào)壓兩種方式。由于無載調(diào)壓時需將變壓器停電,十分不便,有時甚至是不可能的。因此現(xiàn)在的電力系統(tǒng)中,變壓器越來越多地采用了有載分接開關(guān)。但是這些各種類型的分接開關(guān)在使用過程中都多多少少出現(xiàn)了一些不同類型程度的故障,有的甚至還導致事故的發(fā)生,分接開關(guān)的故障原因很多,但絕大多數(shù)的故障是動、靜觸頭接觸不良等。下面就變壓器有載分接開關(guān)常見原因同大家探討一下。

二、原理結(jié)構(gòu)

變壓器有載調(diào)壓基本原理是通過變壓器的調(diào)壓線圈及有載開關(guān)來實現(xiàn)。就是在變壓器的繞組中,引出若干分接抽頭,通過有載調(diào)壓分接開關(guān),在保證不切斷負荷電流的情況下,由一個分接頭切換到另一個分接頭,以達到改變繞組的有效匝數(shù),即改變變壓器變壓比的目的。分接開關(guān)包括切換開關(guān)或選擇開關(guān)、分接選擇器、轉(zhuǎn)換選擇器等。雙圈變壓器中只在高壓側(cè)裝設(shè),三圈變壓器在高、中壓側(cè)裝設(shè)。變壓器有載調(diào)壓分接開關(guān)在運行當中能使變壓器在帶負荷情況下,能夠手動或電動變換一次分接頭,以達到改變一次線圈匝數(shù),進行分級調(diào)壓目的。

三、有載分接開關(guān)操作中的常見故障

(一)有載分接開關(guān)操作中的異常

有載分接開關(guān)操作中的異常主要有:

1.操作電源電壓消失或過低。這類異常比較多見,我們操作隊管轄的幾個變電所中就曾發(fā)生過多次因操作電源空開跳閘使有載分接開關(guān)動作失靈的情況。經(jīng)判斷為操作電源空開使用時間過長劣化所致,更換后正常。

2.電機繞組斷線燒毀,起動電機失壓。電機由于頻繁操作,常出現(xiàn)繞組斷線燒毀情況。

3.連鎖觸點接觸不良。發(fā)生此類異常主要是極限開關(guān)、連鎖開關(guān)、順序開關(guān)接觸不良使控制回路不通所致。

4.傳動機構(gòu)脫扣及銷子脫落。發(fā)生此類異常最典型的現(xiàn)象是,現(xiàn)場電機轉(zhuǎn)動而檔位不動。

5.有載分接開關(guān)電動操作過程中出現(xiàn)“滑檔”現(xiàn)象。根本原因是控制回路中起限制作用的順序開關(guān)失靈所致。

(二)有載分接開關(guān)的常見內(nèi)部故障

有載分接開關(guān)內(nèi)部故障大多由以下幾點原因造成的:

1.有載分接開關(guān)輔助觸頭中的過渡電阻在調(diào)檔過程中容易被擊穿并燒損。在過渡電阻在已燒斷的情況下,正好帶負荷切換,在這種情況下不但可能使切換負載電流出現(xiàn)間斷,而且會在過渡電阻動靜觸頭斷開口間瞬時出現(xiàn)很高的相電壓。這種相電壓會對有載調(diào)壓裝置造成致命損壞,不僅可能使電阻的斷口造成擊穿,而且有時也會在有載調(diào)壓裝置動靜觸頭開斷時產(chǎn)生非常強大的高溫電弧,并導致變壓器變換的兩個分接頭間之間造成短路,并在高壓繞組分接頭部分線段短路燒毀。同時,強大電弧能將分接開關(guān)油室的油迅速分解,產(chǎn)生了大量的氣體。如果這時候,變壓器的安全保護裝置不能立即排出這些破壞性的氣體,這些破壞性的氣體就會使開關(guān)破損。另外高溫電弧的能量還有可能使分接開關(guān)的絕緣筒燒損,導致分接開關(guān)必須更換。如果出現(xiàn)有載開關(guān)不能正常切換的情況,直觀的說就是快速機構(gòu)主彈簧疲勞、緊固件松動、傳動系統(tǒng)損壞、機械卡死、限位失靈等故障情況,導致分接開關(guān)不能正常切換或即使切換,也在分接開關(guān)切換中途失敗。出現(xiàn)上述情況,必須要派人認真檢查分接開關(guān)過渡電阻情況,確認是否完好。

2.分接開關(guān)密封不嚴,進水造成相間短路。分接開關(guān)在運行當中應(yīng)密切關(guān)注分接開關(guān)儲油柜的油位,當儲油柜的油位異常升高或降低,直至變壓器儲油柜油位非常低時,就要認真檢查分接開關(guān)的切換開關(guān)油室是否滲漏油。同時要對變壓器定期及時取油樣,在取油樣的主變色譜分析中,如果出現(xiàn)氫、乙炔和總氫含量超標時候,更要檢查切換開關(guān)油室是否出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象,以便更徹底的處理。

3.分接開關(guān)油箱缺油。造成油箱缺油的原因大致有多次放油未及時補油、長期滲漏油、突發(fā)性漏油、氣溫突然降低很多等幾種。油箱缺油后,使分接開關(guān)失去變壓器油應(yīng)有的絕緣和滅弧保護。

四、應(yīng)對防止措施

1.安裝前對分接開關(guān),一定要仔細檢查,不能認為新的組、附件無質(zhì)量問題。并把好測試監(jiān)督關(guān)。安裝后一定要對分接開關(guān)進行電壓比試驗、直流電阻測定,尤其要進行動作順序(即分離角)試驗及過渡時間(即切換程序)測量。

2.加強變壓器油中氣體的色譜檢測。對變壓器油中的氣體進行色譜分析可以有效地反映變壓器內(nèi)部故障。通過這些檢測,不但可發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部絕緣缺陷,而且可及時對變壓器故障部位進行有效的處理,從而達到消除變壓器的重大事故隱患的目的。

3.重視變壓器直流電阻試驗。運行當中變壓器繞組直流電阻的實驗是一項很重要的檢查項目。規(guī)程規(guī)定直流電阻試驗是變壓器大修時、變壓器出口短路后、無載開關(guān)調(diào)級后和1～3年1次等必試項目。另外,在變壓器的所有試驗項目當中,直流電阻試驗是一項十分方便而有效的檢測變壓器絕緣和電流回路連接狀況的手段,直流電阻試驗?zāi)軌蚍从忱@組匝間短路、繞組斷股、分接開關(guān)接觸狀態(tài)等缺陷,而且也是判斷變壓器各相繞組直流電阻是否平衡、有載調(diào)壓開關(guān)檔位是否正確等的有效檢測手段。

五、結(jié)束語

變壓器分接開關(guān)故障種類繁多,要使其安全運行,減少事故的發(fā)生,更好地為電力建設(shè)服務(wù),就必須切實重視變壓器有載分接開關(guān)的安裝、運行、維護和管理。

參考文獻:

[1]王世閣、周志強、龔晨斌,變壓器分接開關(guān)故障分析,變壓器,2003.

6:35-39.

[2]電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程DL/T5961996.

[3]江蘇省電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗規(guī)程.