变压器分接开关故障诊断与分析

朱彤涛

[摘要]根据变压器分接开关的常见故障,进行诊断和分析,并对故障类别处理措施进行可行性探讨。

[关键词]变压器分接开关故障分析探讨

中图分类号:TM4文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110027-01

一、概述

变压器在正常运行时,由于负载的变化,或一次侧电源电压的变化,二次侧电压也是经常在变动的。运行电网各点的实测电压一般不是恰好与运行的额定电压相等。这种实际电压与额定电压之差称为电压偏移。因为电网电压偏移的存在是难免的,我们要求这种偏移电压不能太大,否则就不能保证用户的供电质量,就会对用户带来一些不利的影响。因此,对变压器进行调压,是变压器正常运行中一项必要的工作。目前,对变压器进行调压有两种方式,即有载调压和无载调压两种方式。由于无载调压时需将变压器停电,十分不便,有时甚至是不可能的。因此现在的电力系统中,变压器越来越多地采用了有载分接开关。但是这些各种类型的分接开关在使用过程中都多多少少出现了一些不同类型程度的故障,有的甚至还导致事故的发生,分接开关的故障原因很多,但绝大多数的故障是动、静触头接触不良等。下面就变压器有载分接开关常见原因同大家探讨一下。

二、原理结构

变压器有载调压基本原理是通过变压器的调压线圈及有载开关来实现。就是在变压器的绕组中,引出若干分接抽头,通过有载调压分接开关,在保证不切断负荷电流的情况下,由一个分接头切换到另一个分接头,以达到改变绕组的有效匝数,即改变变压器变压比的目的。分接开关包括切换开关或选择开关、分接选择器、转换选择器等。双圈变压器中只在高压侧装设,三圈变压器在高、中压侧装设。变压器有载调压分接开关在运行当中能使变压器在带负荷情况下,能够手动或电动变换一次分接头,以达到改变一次线圈匝数,进行分级调压目的。

三、有载分接开关操作中的常见故障

(一)有载分接开关操作中的异常

有载分接开关操作中的异常主要有:

1.操作电源电压消失或过低。这类异常比较多见,我们操作队管辖的几个变电所中就曾发生过多次因操作电源空开跳闸使有载分接开关动作失灵的情况。经判断为操作电源空开使用时间过长劣化所致,更换后正常。

2.电机绕组断线烧毁,起动电机失压。电机由于频繁操作,常出现绕组断线烧毁情况。

3.连锁触点接触不良。发生此类异常主要是极限开关、连锁开关、顺序开关接触不良使控制回路不通所致。

4.传动机构脱扣及销子脱落。发生此类异常最典型的现象是,现场电机转动而档位不动。

5.有载分接开关电动操作过程中出现“滑档”现象。根本原因是控制回路中起限制作用的顺序开关失灵所致。

(二)有载分接开关的常见内部故障

有载分接开关内部故障大多由以下几点原因造成的:

1.有载分接开关辅助触头中的过渡电阻在调档过程中容易被击穿并烧损。在过渡电阻在已烧断的情况下,正好带负荷切换,在这种情况下不但可能使切换负载电流出现间断,而且会在过渡电阻动静触头断开口间瞬时出现很高的相电压。这种相电压会对有载调压装置造成致命损坏,不仅可能使电阻的断口造成击穿,而且有时也会在有载调压装置动静触头开断时产生非常强大的高温电弧,并导致变压器变换的两个分接头间之间造成短路,并在高压绕组分接头部分线段短路烧毁。同时,强大电弧能将分接开关油室的油迅速分解,产生了大量的气体。如果这时候,变压器的安全保护装置不能立即排出这些破坏性的气体,这些破坏性的气体就会使开关破损。另外高温电弧的能量还有可能使分接开关的绝缘筒烧损,导致分接开关必须更换。如果出现有载开关不能正常切换的情况,直观的说就是快速机构主弹簧疲劳、紧固件松动、传动系统损坏、机械卡死、限位失灵等故障情况,导致分接开关不能正常切换或即使切换,也在分接开关切换中途失败。出现上述情况,必须要派人认真检查分接开关过渡电阻情况,确认是否完好。

2.分接开关密封不严,进水造成相间短路。分接开关在运行当中应密切关注分接开关储油柜的油位,当储油柜的油位异常升高或降低,直至变压器储油柜油位非常低时,就要认真检查分接开关的切换开关油室是否渗漏油。同时要对变压器定期及时取油样,在取油样的主变色谱分析中,如果出现氢、乙炔和总氢含量超标时候,更要检查切换开关油室是否出现渗漏油现象,以便更彻底的处理。

3.分接开关油箱缺油。造成油箱缺油的原因大致有多次放油未及时补油、长期渗漏油、突发性漏油、气温突然降低很多等几种。油箱缺油后,使分接开关失去变压器油应有的绝缘和灭弧保护。

四、应对防止措施

1.安装前对分接开关,一定要仔细检查,不能认为新的组、附件无质量问题。并把好测试监督关。安装后一定要对分接开关进行电压比试验、直流电阻测定,尤其要进行动作顺序(即分离角)试验及过渡时间(即切换程序)测量。

2.加强变压器油中气体的色谱检测。对变压器油中的气体进行色谱分析可以有效地反映变压器内部故障。通过这些检测,不但可发现变压器内部绝缘缺陷,而且可及时对变压器故障部位进行有效的处理,从而达到消除变压器的重大事故隐患的目的。

3.重视变压器直流电阻试验。运行当中变压器绕组直流电阻的实验是一项很重要的检查项目。规程规定直流电阻试验是变压器大修时、变压器出口短路后、无载开关调级后和1～3年1次等必试项目。另外,在变压器的所有试验项目当中,直流电阻试验是一项十分方便而有效的检测变压器绝缘和电流回路连接状况的手段,直流电阻试验能够反映绕组匝间短路、绕组断股、分接开关接触状态等缺陷,而且也是判断变压器各相绕组直流电阻是否平衡、有载调压开关档位是否正确等的有效检测手段。

五、结束语

变压器分接开关故障种类繁多,要使其安全运行,减少事故的发生,更好地为电力建设服务,就必须切实重视变压器有载分接开关的安装、运行、维护和管理。

参考文献:

[1]王世阁、周志强、龚晨斌,变压器分接开关故障分析,变压器,2003.

6:35-39.

[2]电力设备预防性试验规程DL/T5961996.

[3]江苏省电力设备交接和预防性试验规程.