一起110kV变压器有载调压电动操作机构箱CDF、快速齿轮弹簧机构故障及其油管瓦斯继电器错位处理与分析

罗思源 周小艺 仇炜

摘要：文章介绍了珠海供电局变电管理所对一起110kV变压器有载调压电动操作机构箱CDF-17、快速齿轮弹簧机构故障及其油管瓦斯继电器错位事故的重大缺陷的检查、处理过程以及事故原因进行了介绍分析、对变压器有载调压机构、切换开关运行中故障缺陷的故障处理具有一定的参考价值。

关键词：变压器有载调压电动操作机构箱CDF-17；快速齿轮弹簧机构；有载油管瓦斯气体继电器错位故障处理

1 概述

变压器在电力系统中被广泛应用，但变压器有载调压系统的缺陷，尤其是各种故障现象也比较罕见，往往没有引起管理部门的重视。 文章介绍了一起110kV变压器有载调压电动操作机构箱CDF-17、快速齿轮弹簧机构故障及其油管瓦斯继电器错位故障处理的原因分析、处理过程及对策。

2 故障现象

2013年珠海井岸站#1变压器停电，其有载调压开关大修时，试验前发现9A、9B、9C档时，9B档电动、手摇均升档不了9C档的现象，解体拆开有载机构发现不但是快速齿轮弹簧机构故障、而且，现场还发现有载油管瓦斯继电器错位的重大缺陷，同时机构箱CDF-17及其内元件老化腐烂。

3 处理过程

3.1 原因分析

有关人员经过了初步的分析、判断，认为出现变压器有载调压9B档升档不了9C档现象的可能原因是：（1）电源故障；（2）机构箱CDF-17机构手摇故障；（3）机构箱CDF-17机构机械内部故障；（4）快速齿轮弹簧机构内部故障；（5）F1型有载分接开关内部故障；（6）水平连杆、垂直连杆松动故障。（7）机构箱CDF-17内元件老化腐烂。

在#1变压器有载调压系统故障处理之前，先简要分析、研究主要的方法、原理是：

（1） 变压器调压方法有两种：一种是停电情况下，改变分接头进行调压，即无载调压；另一种是带负荷调整电压（改变分接头），即有载调压。有载调压分接开关一般由选择开关和切换开关两部份组成，在改变分接头时，选择开关的触头是在没有电流通过情况下动作，而切换开关的触头是在通过电流的情况下动作，因此切换开关在切换过程中需要接过渡电阻以限制相邻两个分接头跨接时的循环电流，所以能带负荷调整电压。电能用户要求供给的电源电压在一定允许范围内变化，并且要求电压调整时不断开电源，有载调压装置能在不停电情况下进行调压，保证供电质量，故此方法是可行的。变压器有载调压机构9B档升档不了9C档，选择开关和切换开关也就不可能实现调压了；

（2） 变压器有载调压内部发生故障时，电弧热量使绝缘油体积膨胀，并大量气化；大量油、气流冲向有载油管瓦斯继电器及其小循油枕；流动的油流和气流使气体继电器动作，跳开断路器，实现对变压器的保护。

（3） 变压器在运行或试验时，铁芯及零件等金属部件均处在强电场之中，瓦斯气体继电器当定期检修内容：a.检验气体继电器是否合格。b.应水平安装，顶盖上标示的箭头指向储油柜。c.允许继电器的管路轴线往储油柜方向的一端稍高，但与水平面倾斜不应超过4%。d.各法兰的密封垫需安装妥当。e.不得遮挡油管路通径。f.瓦斯继电器与油管连接。

3.2 查找故障点

采用逐项排除法查找故障，有载调压开关9B档升档不了9C档，经检查、AC、DC万用表测试L1、L2、L3有电，Q1、S8、S6、S7、K1、K2、M1电动机、DC回路、辅助元件等（如图1）正常无故障；再检查有载水平连杆、垂直连杆固定连接无松脱，再检查机构箱CDF-17机构9B以下档位手摇、电动均正常；故载调压开关9B升不了档与（1）电源故障、（6）水平连杆、垂直连杆松动、机构箱机构手摇无关。

首先，检查载调压机构要有的功能：（1）能有1→n和n→1的往复操作功能。（2）有终点限位功能。（3）有一次调整一个档位功能。（4）有手动和电动两种操作功能。（5）有位置信号指示功能。

现场9B档升档不了9C档现象经解体型检查，如图3所示。

图2 有载调压解体前照片 图3 有载调压开关开盖解体照片

图3中珠海井岸站#1变压器有载调压开关大修解体照片，按图所示发现以下几点错误：

（1）开关油室内白色吸油管、油室外吸油管S与有载继电器R连通。（2）排气弯管Q与有载继电器R连接。

根据有载开关检修导则所示（如图4所示）及厂方标准（如图5所示）

图4 有载调压开关检修导则照片 图5 厂方标准图照片

开关油室内白色吸油管、油室外吸油管S与有载继电器R、排气弯管Q等需正确连接，即：开关油室内白色吸油管、油室外吸油管S应该与放油弯管连接；排气弯管应该与放油弯管连接；普通弯管应该与开关继电器连接；

有载调压快速齿轮弹簧机构9B档解体照片。（如图6所示）

从有载调压快速齿轮弹簧机构解体照片（如图7所示）由图可以看到其快速齿轮弹簧机构控制升、降的机械圓柱形定位钢，销已有点磨损变形，其动作时圆柱形定位钢销行程受阻，过不了既定的机械位置，故是变压器有载调压机构9B档升档不了9C档的真正原因，故选择开关和切换开关也就不可能实现调压了。

F1型有载分接开关刚经过2012年大修，经如下各项检查正常，内部无故障（如图8所示）：（1）拆卸及重新安装切换开关（即吊出及重新装入）；（2）清洗切换开关油箱及部件；（3）检查切换开关油箱及部件；（4）测量触头磨损程度；（5）测量过渡电阻；（6）清洗切换开关小油枕；（7）更换切换开关油；（8）检查保护继电器、驱动轴、电机传动机构，如有安装油滤清器及电压调节器也必须进行检查。

有载调压机构箱CDF-17及其内元件老化腐化（如图9所示）

图8 有载调压切换开关解体照片 图9 机构箱CDF旧照片

3.3 故障处理

随后我们针对对照现场各故障与检修导则图片作相关调整，选择多种方法进行处理有载故障：针对（2）、（3）、（7）机构箱CDF-17机构机械内部故障及机构箱内元件老化腐烂，则选择机构箱CDF-17整台更换（如图10所示）；（4）针对快速齿轮弹簧机构内部故障，则选择快速齿轮弹簧机构整台磨合更换（如图11所示）；针对瓦斯气体继电器错位作如下正确连接调整处理：a.开关油室内白色吸油管、油室外吸油管S应与放油弯管连接。b.排气弯管与放油弯管连接。c.普通弯管与开关继电器连接（如图12所示）。

图12 瓦斯气体继电器错位故障处理后的照片

然后，对整台有载调压开关进行调试、试验，各项性能正常、指标正确：

（1）1→17和17→1的往复操作功能正常。（2）1档、17档终点限位功能正常。（3）一次调整一个档位功能正常。（4）手动和电动两种操作功能正常。（5）位置信号指示功能正常。（6）最后对地绝缘电阻、过渡电阻、直流电阻、开关波形特性、介损、水分、油色谱各项试验合格（如图13所示）。

图13 有载调压开关波形特性

4 吸取教训

井岸站#1变压器于1997年6月19日投产，2013年发现上述故障，其根本原因在于出厂工艺、钢材及装配错误，应当吸取上述教训。

5 结束语

SFZ8-31500/110型变压器在电力系统中应用较多，由此得到以下启示：要根据有关规程（或厂家要求）的规定，加强SFZ8-31500/110型变压器的监造、出厂试验、新装时的交接试验和运行中的定期预防性试验，尽早发现变压器内部的集中性缺陷、分布性缺陷及工艺、装配等重大缺陷，注意使用设计钢材材料及工度，防止关键部位及其转动部位钢材强度不够而过快磨损。变压器大修时，应把有载调压电动操作机箱CDF内外是否老化、快速齿轮弹簧机构是否变形 、有载吸油管及其瓦斯继电器连接是否错置，作为其中检查项目之一。运行中应加强对变压器有载调压电动操作机构箱、快速齿轮弹簧机构、有载油管气体瓦斯继电器的监视，如出现故障状况，须及时作出处理，以保证设备的安全运行。

参考文献

[1]变电检修[M]. 中国电力出版社，2002.

[2]吴江元远洋电气有限责任公司.F1型载分接开关安装使用说明书[Z].OWK 0463 030 SM， 2012.

[3] 吴江元远洋電气有限责任公司.CDF电动操作机构使用说明书[Z].OWK 0463 031 SM 2007.

[4]《电力系统分析》指导书[M]. 华中科技大学出版社，2002.

作者简介：罗思源（1966-），男，本科学历，电力系统及自动化专业，变电检修高级技师，变电检修助理技能专家，从事电气设备安装、调试、维护、检修、大修技改、缺陷处理工作27年。