一起110 kV变压器有载调压开关故障分析

孔 祥，王德文，赵付章

(1.甘肃畜牧工程职业技术学院，甘肃 武威 733006；2.国网甘肃省电力公司金昌供电公司，甘肃 金昌 737100；3.国网甘肃省电力公司甘南供电公司，甘肃 合作 747000)

一起110 kV变压器有载调压开关故障分析

孔 祥1，王德文2，赵付章3

(1.甘肃畜牧工程职业技术学院，甘肃 武威 733006；2.国网甘肃省电力公司金昌供电公司，甘肃 金昌 737100；3.国网甘肃省电力公司甘南供电公司，甘肃 合作 747000)

针对一起在运110 kV变压器有载调压开关故障，对故障设备进行试验、吊罩分解检查，分析出事故产生的原因为绝缘老化相间短路放电造成的选择开关触头不到位，并阐述了故障的处理方案及防范措施，确保有载调压开关的安全稳定运行。

变压器；有载开关；吊罩；选择开关

0 引言

有载调压开关封闭在变压器内，是变压器本体的重要组成部分。由于有载调压开关设备的安装精度、密封性要求严格，设备往往先由厂家安装、调试成功后再运往现场，使有载调压开关存在隐患不易被发现，投运后发生事故不易查找故障点等问题。因此，找出有载调压开关发生故障的原因并且加以防范，对保证电网的安全运行尤为重要。

1 故障概况及原因查找

2014-08-25T10:05，某110 kV变电站2号主变压器运行转热备用时发生重瓦斯跳闸。

1.1 现场测试情况

发生重瓦斯跳闸的2号主变压器型号为SFPSZ—63 000 kVA， 电 压 变 比(kV)为：110±8×1.25 %/38.5±2.5 %/6，由西安变压器厂于1997年5月生产，同年11月投入运行。

运行检修人员对变压器油样进行色谱分析：总烃为1 400.5 mg/L；H2为435.6 mg/L；C2H2为 796.1 mg/L；CO为 1 275.1 mg/L；CO2为8 003.2 mg/L；CH4为 202.7 mg/L；C2H4为382.7 mgL/L；C2H6为19.3 mg/L。根据三比值法编码为102，属于低能放电，故障温度高于700 ℃，判别为内部电弧放电故障。现场直流电阻测试时，1—9档开路，测量不出电阻，认为是滑档现象;10—19档直流电阻正常。由于变压器是全密封结构(上下油箱焊接)，现场无法吊罩检查，故将变压器返厂进行检查维修。

1.2 变压器吊罩故障排查

返厂后，对该全密封变压器进行破焊处理。破焊后吊罩检查，发现B相低压引线表面绝缘发黑。经进一步检查，剥开表层，内绝缘正常，经分析此发黑部分是刨开油箱时造成的，故排除变压器线圈、引线、器身结构的故障。

检查中压侧无载调压开关A相引线，发现2处碳化点，疑似烧伤痕迹(见图1)。经检查，确认该疑似点为碳粒沉淀。经验证，该处无放电对象，不存在放电通道，并且没有击穿痕迹和灼伤点，排除其为此次故障的放电点。

图1 疑似点排查

对有载分接开关等相关附件进行检查，发现选择开关位置错位，切换不到位；先切换后选择，切换顺序不正常。吊罩变压器确认有载调压开关在额定档(10档)；手动切换有载调压开关上行，即开关由10到1挡切换时(范围开关在9和正极性连接)，快速机构动作但选择开关A/B/C 3相不到位，造成绕组不导通(单、双触头切换后分别不到位)，此现象与此后现场试验结果吻合。

在试验站将变压器与有载调压开关脱开后，测量变压器绕组各分接位置的直流电阻、变比、低电压阻抗值。测量值与初始值对比均正常，故排除绕组分接位置处的故障。

为了进一步查找原因，决定对有载调压开关进行检查。检查发现，有载调压开关A相动触头连接螺栓(内六角螺栓)有熔蚀现象；选择器传动轴上部连线出线表面有大量碳黑。因此，决定将有载调压开关拆除作进一步检查。

1.3 变压器有载调压开关故障排查

变压器吊罩后，检查选择器所有触头是否到位。检查结果显示：开关在10档，选择器静触头“K”合位正常；选择器静触头“9”和牵引件动触头没有完全合上。

变压器吊罩后，发现选择器连接油室的6根导线，在万花筒的顶部位置导线表面有黑色碳粒，万花筒内壁表面附有大量碳粒(见图2)。选择器A相连接双数油室的导线(万花筒内部)上以及内六角螺栓上有大量黑色碳粒。

图2 碳化痕迹

用专用工具切换开关，检查开关的切换顺序为：选择器分开→开关芯子切换→选择器合位，开关切换顺序不正常。而正确的切换顺序应为：选择器分开→选择器合位→开关芯子切换。

拆除有载调压开关，送至组件公司进行吊芯、解体。进一步检查发现选择开关中绝缘传动轴内A，B，C 3相共6根单、双引线(选择开关引到切换开关上的引线)发黑(见图3)，表层有大量碳化物。A相双数引线紧固螺栓有明显熔蚀痕迹。

图3 熔蚀痕迹

将选择开关与切换开关脱开，拆除6根引线，发现A，B，C 3相引线有明显的放电熔蚀痕迹，同时相间引线也有明显的对应放电点。A相导电环上固定引线(双数)的紧固螺栓有明显熔蚀痕迹，无法直接拆除。

经检查，所有齿轮、凹凸花盘外观正常无损伤，机械连接可靠。检查开关油室的传动定位大小头不在初始位置，开关油室筒底齿轮大小头方向不对，筒底传动齿轮没有停在初始位置上，和正常的初始位置偏差约100°。

2 故障分析处理

2.1 原因分析

该变压器已经运行17年，绝缘处于半老化状态。由于原开关内A，B，C 3相引线可能存在绝缘缺陷，在断开中压35 kV回路时因操作过电压致使引线薄弱点击穿放电，造成相间电弧放电短路。短路电流产生的电动力使选择开关与切换开关的连接部位产生约100°的偏差，导致选择开关触头不到位。虽然触头没有到位，但在各触头均未发现放电迹象，说明所发现的1—9档直流电阻测不出，是在变压器重瓦斯动作后出现的，此时变压器已经退出运行。

2.2 处理措施

针对此故障，检修人员将有载调压开关按原位置复装后，将筒底传动齿轮调整100°，复位到初始位置后再进行切换操作，发现切换程序正常。

3 防范措施

在110 kV变压器的应用中，制造、运行、检修等部门应全力合作，提高其稳定运行水平。有载调压开关是变压器的重要部件，应有详细、严格的制造工艺、质量标准和检验方法，并认真执行。

积极开展有载调压开关设备带电检测工作，应用在线油分析、红外线测温等技术手段，实时掌握有载开关设备运行状况，及早发现设备安全隐患，以避免同类事故的发生。

1 谢 达，刘忠顺，权福国．一起110 kV主变重瓦斯动作跳闸的故障分析[J]．电力安全技术，2007，9(5)：33-34.

2 万新兵．大型电力变压器常见故障预防及处理[J]．电力安全技术，2012，14(9)：61-63.

2016-07-27；

2016-10-21。

孔 祥(1983—)，男，讲师，主要从事电力系统自动化的教学与研究工作，email：358728917@qq.com。

王德文(1988—)，男，助理工程师，主要从事变电设备的运行检修与管理工作。

赵付章(1984—)，男，助理工程师，主要从事变电设备的运行检修与管理工作。