变压器有载分接开关瓦斯报警问题分析

吴健

（国网鄂州供电公司，湖北 鄂州 436000）

变压器有载分接开关瓦斯报警问题分析

吴健

（国网鄂州供电公司，湖北 鄂州 436000）

本文分析了变压器有载分接开关频繁瓦斯报警的原因，结合220kV郎家畈变电站2#主变、110kV旭光变电站2#主变有载分接开关的轻瓦斯频繁动作实例，进行深入分析与研究，并提出相应的处理方法。实际运行结果表明，文中所采取的方法消除了存在的缺陷，能够满足实际应用的要求。

变压器；有载分接开关；瓦斯报警

变压器是电力系统极为重要的电气主设备，其运行是否稳定直接影响到系统供电可靠性，有载分接开关作为变压器的重要组件之一，在变压器的运行过程中发挥着不可或缺的作用，它能根据供电需要适时进行档位调节控制输出电压的高低［1］。随着客户对电网供电质量要求日趋升高，有载开关的调节也愈加频繁，有载开关的频繁动作使其故障发生比率要高于变压器其他组件，一旦有载开关发生故障不能正常调档，将会直接影响到变压器正常运行，需及时进行处理［2］。

近期，鄂州市220kV郎家畈变电站2#主变、110kV旭光变电站2#主变有载分接开关轻瓦斯频繁动作。经检查，两台分接开关都已加装在线滤油装置，对其进行多次吊芯检查也未发现明显故障，过渡电阻与过渡时间均符合要求。但绝缘油耐压值已低于35kV，低于标准值。对此，本文结合对这两起故障的检修过程，对变压器有载分解开关频繁报警的问题作进一步分析与研究。

1　有载分接开关的产气机理

有载分接开关主要有两种类型：一种是复合式分接开关；一种是组合式分接开关。复合式分接开关一般用于电流不大、电压不高的变压器，其切换开关与选择触头合二为一，直接在各个分接头上转换［3］；组合式分接开关适用于大容量、高电压有载变压器调压，专门由切换开关完成切换电流的任务。常用的切换开关与选择开关分别如图1、图2所示。

正常情况下，有载分接开关是带负载变换变压器的分接，以达到调节电压目的。开关在切换过程中，由于负载电流的存在，切换开关在操作过程中在主弧触头和过渡触头上形成小电弧，产生一定量的气体。每切换一次就有一定量的气体产生，有一部分气体通过连管进入气体继电器、储油柜，经过呼吸器排入大气；另一部分存在于开关内或气体继电器内。当产生的气体与排出气体达到平衡，聚集在气体继电器内的气体容积又小于继电器整定值时，轻瓦斯保护不会动作。但随着有载分接开关的不断切换，有时会出现气体继电器内气体大于整定值（通常为250～300mL），使气体继电器的信号接点接通，发生轻瓦斯保护动作，如不排出故障，便会出现瓦斯保护的频繁误动作。

图1　切换开关

图2　选择开关

2　瓦斯报警的原因分析

2.1切换开关筒存在杂质

开关经过长时间的频繁切换后，切换筒内可能出现碳化物等杂质。杂质的存在，会导致开关切换时产生的气体增大，引发瓦斯动作。另外，检修人员在切换开关吊装过程中，人为疏忽可能使切换筒没有清洁干净，遗留少量杂质，也会使开关切换时气体增多。对此，检修人员打开分接开关的后盖，检查吊出芯子，没有发现任何杂质物，绝缘筒也未发生变形，其实物图如图3所示。

2.2分接开关内存在水分

由于工艺原因，有时分接开关储油柜顶部会出现密封不良的现象，容易进水。水的存在会严重影响到油室内绝缘油的油质，使绝缘强度下降，游离碳增多，导致生成的气体量骤然增多。对此，检修人员在拆解分接开关时对是否含有水分进行了检查，但没有发现水分，表明瓦斯动作不是由于进水引起的。

图3　绝缘筒实物图

2.3切换开关物理特性发生变化

吊起切换开关，对切换开关进行物理特性检查。可以发现：①机构的主弹簧压力正常、动作灵活；②切换开关的主触头、弧触头均无过热和明显烧伤的痕迹，各软连接线、接头无过热现象；③过渡波形、过渡电阻的电阻值与过渡时间均正常，所测结果如图4与图5所示。④扇形板及其他结构件无破损、无裂纹且无变形。

图4　过渡波形

图5　过渡电阻与过渡时间

由此表明，切换开关的本体性能良好，不是造成绝缘油内气体超标的原因。

2.4呼吸系统不畅通

呼吸器作为变压器内外部压力平衡的主要部件，当变压器油的体积随着油的温度膨胀或缩小时，储油柜内的空气随变压器的体积膨胀或缩小，排出或吸入的空气经过呼吸器，实现变压器内外部压力的平衡。

经过对郎家畈变电站分接开关本体和辅助系统进行检查与试验，呼吸器存在严重受潮，形成的负压使绝缘油倒吸进硅胶内，导致呼吸器呼吸不畅，运行中产生的气体不能与外界平衡，聚集在有载瓦斯继电器内，如图6所示。

图6　有载分接开关呼吸器

打开下步玻璃油杯进行多次检测，发现厂家的设计存在较大缺陷，即：拧紧下部注油油杯后，密封垫圈会造成呼吸器下沿的排气孔发生堵塞，使呼吸器不能自主呼吸，此时，切换开关内部气体大量聚集，超过整定值致使瓦斯频繁动作发出报警信号。

对此，检修人员对密封垫圈进行更换，将原有的宽面方形垫圈更换为圆形小密封垫圈，从而保证排气孔保持通畅。将改进后的垫圈用于郎家畈变电站2#主变呼吸器，对其进行油耐压试验，升压数值＞40kV，切换开关运行正常。

2.5安装管路不符合要示

针对110kV旭光变2#主变耐压不合格，频繁发出瓦斯报警信号的问题，对其做油化试验，发现CO、CO2严重超标，吊芯检查发现切换开关绝缘筒内油质发黑，存在黑色絮状物，分接开关本体检查未发现故障点。进一步检查，发现在对油枕管路改造过程中，更换了较大管径的钢管并对法兰做了重新焊接。但由于法兰的焊接工艺不良，压接面小，导致原来密封圈内径远小于新的法兰尺寸，使得大部分密封垫暴露在绝缘油中。在高温环境下，密封垫逐渐腐化，产生絮状物，并伴随产生大量气体，引发瓦斯动作。

对此，所采取的措施是对密封垫重新进行设计，保持与法兰尺寸相吻合，并增加管道坡度，使气体更易排出。经过加工、安装与调试，排除了故障，设备运行良好，如图7所示。

图7　安装好的管路

3　结语

对220kV郎家畈变电站2#主变、110kV旭光变电站2#主变有载分接开关处理投运6个月以来，未出现有载轻瓦斯报警信号，表明文中所做的检修改造方法是正确的，符合实际应用要求。

有载分接开关轻瓦斯保护频繁动作原因很多，并且相互关联，具有隐蔽强、寻找原因难度较大等特点，应根据有载分接开关安装、检修、运行环境变化等诸多原因综合分析，找出真正原因，进行针对性处理。需要注意的是，有时设备内并不存在故障，而由于其他原因，在油中也会出现特征气体，要正确区分这些可能引起误判断的气体来源。此外，还应注意分接开关的油过滤系统故障引起气体进入到分接开关油室的油中，因此，在主变投入运行前，应将油过滤系统充分工作一段时间，彻底排出可能存在的气体，从而避免不必要的瓦斯动作。

［1］张德明.变压器分接开关选型与使用［M］.北京：中国电力出版社，2006.

［2］严勇，程燕云.变压器有载分接开关的轻瓦斯告警［J］.农村电气化，2014（1）：32.

［3］张德明.有载分接开关国内现状及其发展动向［J］.变压器，2000，37（1）：36-39.

Study on the Gas Alarming Problem of Transformer Load Tap Switch

Wu Jian
（Ezhou Electric Power Supply Company，State Grid，Ezhou Hubei 436000）

This paper analyzes the reason for gas alarming of transformer load tap switch，combined with the prac⁃tical cases of transformer load tap-light gas frequent action of 220kV Langjiafan substation No.2 main transform⁃er，110kV substation Xuguang 2#main transformer，conducted deep analysis and research，and put forward corre⁃sponding treatment.The practical operation results show that the method adopted in this paper has eliminated the existed defects，and it meets the requirement of practicalneed.

Transformer；load tap switch；gas alarm

TM403

A

1003-5168（2015）05-0051-3

2015-4-20

吴健（1977.11-），男，本科，高级技师，研究方向：变电一、二设备状态检修及隐形故障的排查处理。