高压有载分接开关切换过程异常的分析与处理

陈继准

【摘 要】本文针对电气设备交接试验过程中，变压器有载分接开关切换过程的异常现象，根据有载分接开关的电气性能和机械性能对其进行了分析、判断与处理，对切换过程的联动性进行了调整，最终排除了切换过程的异常，并且通过变比测试的方法对有载分接开关的切换进行了验证。

【关键词】有载分接开关；切换过程异常；测试；变比；调整

高压有载分接开关是变压器的重要组成件，用于连接和切换变压器分接接头，不需将变压器从电网中切除，即为一种装有带负荷调压的在线动态装置[1]。高压有载分接开关广泛应用于110kV及以上电压等级的电网中，它对于改善电网的安全稳定运行，提高电压质量发挥了较大的作用。但受到制造工艺质量、安装、运行、使用、维护不当等原因，不可避免影响设备和系统的安全稳定运行。本文对电气设备交接试验过程中变压器有载分接开关切换过程的异常现象进行了分析、判断与处理，并通过变比测试的方法对有载分接开关的切换进行了验证。

1.切换异常情况简介

沙林变电站位于云南省陆良县。在新建安装调试期，按照油浸式变压器现场安装规程、工艺流程及相关要求，对220kV#1主变压器（型号：SFSZW11-180000/220GY）进行安装，注油和热油循环处理，静置48小时后，对其进行交接试验的过程中，发现有载分接开关（型号：VUCGRN650/6000/C，档位数：17档，额定级电压：1590V，额定通过电流：525A）切换过程异常。在切换过程中，无卡滞，手动操作时机构正、反转圈数差值较大；电动机构操作时从1档至16档电动操作正常，但从第16档操作至第17档、到了17档后机构又自动回到第16档。

2.切换过程异常的判断与分析

2.1电动操作机构的测试

按照有载分接开关的电路图，首先对电气连接、交流接触器、中间继电器、行程开关动作程序变化进行检查；其次断开测量变换器、压力继电器、二极管和温度继电器，对回路的绝缘电阻进行2kV绝缘测试；最后对三相电源的相序进行了检查，均无发现任何异常现象，都满足相关技术要求。

此外，解开垂直传动轴与电动操作机构的联接，对电动操作机构进行了测试。在测试过程中没有发现交流接触器、中间继电器失电延时和行程开关动作程序变化，亦无交流接触器动作配合不当，即无滑档现象的发生。

2.2变比试验的测试

利用变比测试对有载分接开关是否切换到位进行了测试，测试结果见表1。

通过对电压变比测试结果（表1）分析判断，在有载分接开关的切换过程中，第2档至第16档的变比测试结果正常，符合标规要求，但第1档和第2档的变比结果相同，说明不能切换到第1档，且第17档无法测试。

2.3机械联动的正/反转切换圈数差值测试

操作机构正、反转圈数差值是指用手柄对有载分接开关进行人工切换，找出正转与反转切换开关圈数的差值。

首先，确认计数起始位置（正档位位置），手柄垂直向下，计数杆位于计数台阶中央，刹车装置的滚轮处于刹车缺口中央，电动机构箱内两个齿轮盘上的标识位置要求红点位置对齐，找准计数起始位置，置开关到正档位，开始计数正切换开关，分别记录各档计数。从第3档至第4档（奇数档到偶数档）摇动开关时，当其快要切换时，速度放慢，直到其切换，记录切换时圈数，假定为x圈；继续摇动开关直到开关到正档位且手柄垂直向下，又开始至5档摇，直到切换，继续摇动开关直到正档位且手柄垂直下，此时反向向4档（奇数档到偶数档）摇动开关并计数，直到切换，记录圈数，假定为y圈，继续摇动开关直到开关到正档位且手柄垂直向下，又再开始往3档摇，直到切换，继续摇动开关直到开关到正档位且手柄垂直向下。

其次，计算正转时第3档至第4档（奇数档到偶数档）切换的圈数与反转时第5档至第4档（奇数档到偶数档）切换圈数差值的绝对值|x-y|，要求|x-y|<1，差值越小越好，如果大于1则需进行调整。最后按上述方法对有载分接开关进行多次的正、反转切换，并经分析计算，发现正切换与反切换圈数差值为6.8，即正切换圈数比反切换圈数少6.8圈。

3.综合分析判断与处理

3.1综合分析与判断

通过对电动操作机构、变比试验的测试和机械联动的正/反转切换圈数差值测试的结果进行综合分析，电气连接正常，电动操作机构无滑档现象、正切换与反切换圈数差值较大、变比测试不正常，确认导致变压器有载分接开关切换过程异常及切换不到位的原因是顶部指示盘的位置与其对应的齿轮咬合位置不正确和正切换与反切换圈数差异较大。

3.2现场的调整与处理

（1）正、反转切换圈数产生差异过大的调整与处理：

调整开关圈数，因正转切换圈数小于反转切换圈数，则解开垂直传动轴螺丝后，保持传动轴不动，向正转切换方向摇动|x-y|的一半（3.4圈）即可。此时连上传动轴，进行机械联动的正/反转切换圈数差值测试，若差值过大，按以上的方法再次进行调整，直到合格。

（2）顶部指示盘的位置与其对应的齿轮咬合位置不正确的调整与处理：

顶部指示盘的位置与其对应的齿轮咬合位置不正确的调整原则包括①开关计数的起始位置要正确；②正转切换方向（奇数档到偶数档）与反转切换方向（奇数档到偶数档）切换圈数应一致，此时正转切换（偶数档到奇数档）与反转切换方向（偶数档到奇数档）也就一致。③顶部齿轮盖中指示位置不可随意乱调。

根据以上调整原则，在保证变比（不能在额定档）与开关圈数正确，开关在正档位且手柄垂直向下时，方可调整。调整方法：松开齿轮盒内两个4mm内六角螺丝，调整指示盘到正确位置，轴向抵紧指示盘使齿轮咬合并拧紧两个4mm内六角螺丝，调动档位，检查指示盘联动，上紧盖板。

4.调整后变比测试验证

经调整好后的有载分接开关，通过变比测试验证有载分接开关切换到位的结果见表2。

变比测试验证有载分接开关切换到位的结果表明，有载分接开关切换过程正常，且经有载分接开关1至17档的切换过渡时间、过渡电阻、波形图，以及变压器高压侧的直流电阻等的测试，试验结果都满足了标规及出厂技术要求。

5.结论

根据以上切换异常的分析与判断，经过现场的调整与处理，使电动机构的切换与变压器联线档位一致，且正、反转切换圈数差值极小。调整处理后的有载分接开关通过变比测试试验验证，完成有载分接开关1至17档的切换过渡时间、过渡电阻、波形图，以及变压器高压侧的直流电阻等的测试，试验结果都满足了标规及出厂技术要求，220kV沙林变电站220kV#1主变压器有载分接开关投产运行至今，运行情况良好。

施工现场依靠基本的电气基础知识，及时正确有效地消除了变压器有载分接开关的切换故障点，为有载分接开关的维护与检修工作节省了很多时间和大量的人力及物力，保证了电气设备的安装调试质量，提高了安全运行的可靠性。 [科]

【参考文献】

[1]姜益民.上海电网有载分接开关运行分析[J].上海电力，2006（4）：386-394.

[2]GB50150-2006.电气装置安装工程电气设备交接试验标准[S].中国计划出版社，2006.