组合式真空有载分接开关过渡波形测试探究

谢云飞，宋淑红，李雅洁

（国网山西电力公司长治供电公司，山西 长治 046011）

组合式真空有载分接开关过渡波形测试探究

谢云飞，宋淑红，李雅洁

（国网山西电力公司长治供电公司，山西 长治 046011）

介绍了组合式真空有载分接开关过渡波形测试的意义、原理和方法,重点阐述了根据现场过渡波形判断真空有载分接开关过渡过程是否正确的方法。

真空有载分接开关；过渡波形；过渡过程

0 引言

随着长治电网的不断扩大发展，用电负荷越来越大，且负荷变化不明确。电力负荷的变大随之而来的是变压器的容量越来越大。当电力负荷改变时，变压器能否安全可靠地进行不停电电压调节，以保证对用户的供电质量，有载分接开关作为变压器的重要组成部件，起到至关重要的作用。真空有载分接开关是近年来发展起来的新型有载分接开关，它因为切换电流大，不污染有载分接开关绝缘油得到广泛应用。真空有载分接开关切换动作是在真空管内完成，因此不会对有载分接开关柜的绝缘油造成污染，减少了更换变压器有载分接开关绝缘油的频率，提高了供电可靠性，同时，也降低了检修成本，提高了检修试验的工作效率。

1 真空有载分接开关过渡过程

变压器有载分接开关在变换分接位置的过程中，由于是带负载调压，不能切断负荷，必然有一个过渡过程，为了确保任何部分都不能短路，所以在过渡过程中必须串入1个或多个电阻。

变压器有载分接开关按结构可分为复合式和组合式2种，复合式有载分接开关结构简单，分接挡位少，主要用于35 kV电压及以下电压等级的变压器。组合式分接开关由分接选择器和切换开关2部分组成，适用于大容量、高电压，多分接位置，变压器真空有载分接开关属于组合式。分接选择器的触头分布于上下2个圆周，由奇数触头组和偶数触头组组成。切换开关由主触头、主通断触头、过渡触头组成。主触头作为变压器长期运行时电流流过的触头必须保证接触良好。主通断触头和过渡触头主要是在切换开关和切换动作开断电流使用，在切换动作完成后也不会再接入变压器绕组回路。但是切换开关的多数故障都是发生在主通断触头和过渡触头这两个方面，因为其为熄弧的关键所在，同时由于主通断触头和过渡触头的在闭合时的碰撞及断开时的熄弧，会随着切换开关的动作次数增多而渐渐磨损。变压器真空有载分接的过渡过程如图1所示，比如，当分接挡位由7挡位向8挡位置调压时，首先下部分接选择器先选择分接位置8挡位，即分接选择器由7挡位直接选择8挡位；然后切换开关动触头依次经过MSCa主通断静触头，TCa1过渡触头，MSCb主通断触头，在经过TCa1过渡触头时在7和8分接位置必然有环流通过。当动触头离开过渡电阻a时，需要切换开关切断该环流，切断环流是在电流过零点时切断，所以该切换过程须有至少半个周波的时间，即从动触头刚离开过渡触头时至动触头滑至主通断触头这个过程的时间应该大于10 ms，在测试过渡波形时应加以注意。

图1 切换开关示意图

2 过渡波形现场测试

变压器交接或例行试验，均要求对变压器有载分接开关进行过渡波形试验，检查有载分接开关的切换程序、过渡时间、过渡波形、过渡电阻等是否正常。交接时可以发现变压器经过运输、安装后开关内部有无变形、卡涉、螺栓松动等现象，同时也可确认开关各部件所处位置是否正确。变压器在运行中检查有载分接开关，可以发现触头的烧损情况，触头动作是否灵活、切换时间有无变化，主弹簧是否疲劳变形、过渡电阻值是否发生变化等缺陷。

有载分接开关按过渡阻抗可分为电阻式和电感式，由于电阻式优点较之电感式优点更多，所以现在实际运行中的有载分接开关多为电阻式。电阻式又可以分为单电阻、双电阻甚至四电阻形式，但是现场以单电阻和双电阻过渡居多。过渡电阻的数量直接决定了切换开关断开电流的能力，在过渡波形上呈现的形式也会有不同的特征。理想情况下，或者说当有载分接开关吊芯检查时的单电阻过渡波形如图2所示，双电阻过渡波形如图3所示。

图2 理想单电阻过渡波形

图3 理想双电阻过渡波形

但现场进行有载分接开关测试往往需要带绕组进行测试，带绕组测试引入了绕组的电阻和电感，在切换波形上不可能如理想波形那样规整，在切换过程中总会出现一些振荡或抖动，需要根据实际和与理想波形的比较做出准确判断。图4是现场带绕组测试的单电阻过渡波形，图5是现场带绕组测试的双电阻过渡波形[1-3]。

图4 单电阻过渡波形

图5 双电阻过渡波形

3 真空有载分接开关案例分析

2016年3月17日，长治供电公司电气试验一班对曹家园1号主变进行交接试验，主变有载分接开关型号是ZVMIII550-72.5/B-10193W，厂家为贵州长征电气有限公司。这种变压器有载分接开关为真空组合式有载分接开关，单电阻过渡。进行主变有载分接开关试验时，过渡波形在切换开关在结束动作时产生了较大振荡，且在过渡波形图上可以明显地看到电流波形有回零现象，并且持续了大约2 ms的时间，用电阻标尺标出该段电阻为48.2 Ω，如图6所示。随后试验人员对同样的分接挡位，用三相电流加在有回零的C相，这样可以加大测试电流，但是过渡电阻被扩大了3倍，真实的过渡电阻为显示的1/3，应引起注意。波形图如图7所示。可以看到过渡波形结束阶段振荡较大，在电流较小时呈现回零现象，这是一种回零的“假象”。再用电阻标尺进行标定电阻，发现并没有之前测试那么大了，仅为2.4 Ω。

图6 三相一起通电过渡波形

图7 C相通电过渡波形

真空有载分接开关的切换动作由于是在真空管内完成，阻尼很小。而现在厂家生产的有载开关分接测试仪大多数输出电流为1 A，在1 A的小电流下，有载分接开关测试仪测试的波形在触头闭合时由于动静触头的碰撞产生的振荡就显示的更激烈，在三相一起通电测试时有可能产生波形结束阶段回零“假象”。但当电流加大后，当动静触头碰撞产生的暂态过程显示得更为接近真实效果。为了进一步验证判断结果，试验结合最新的有载分接开关交直流测试仪进行了进一步的测试。交流过渡波形虽然仅能显示桥接过程的纯暂态过渡波形，但对于过渡波形是否有回零现象、波形断点等情况体现得更为直观准确。切换过程并没有断点和回零现象。进一步验证了直流过渡波形的测试结果。因此，对真空有载分接开关波形测试时，对于切换动作在真空管的情况的过渡波形的判断应更加谨慎[4-6]。

4 结语

a）真空有载分接开关在三相一起通电加压测试时的过渡波形可能由于动、静触头的碰撞产生碰撞，在真空介质阻尼较小的情况下显示有回零现象。对于这种显示“假象”，可以用3个通道一起加在单相上进行复测，进一步诊断过渡波形，判断切换开关的状态。

b)对于真空有载分接开关过渡波形的诊断，可以借助先进的有载分接开关交流测试仪，对交流波形进行分析，进一步验证直流过渡波形的测试结果。

c)现在厂家生产的有载分接开关测试仪，绝大多数输出电流为1 A，最高电压为20 V，这仅是DL/T846.8—2004有载分接开关测试仪标准中最低输出电流，在小电流情形下的直流过渡波形显示有时并不精确。可以建议厂家对开关测试仪进一步改进，能更好地显示实际过渡过程。

Transitional Waveform Test of Combined Vacuum on-load Tap-changer

XIE Yunfei,SONG Shuhong,LI Yajie
（State Grid Changzhi Power Supply Company of SEPC,Changzhi,Shanxi046011,China）

The significance,principle and methods of transitional waveform test of combined vacuum on-load tap-changer is introduced.The method to judge whether the transitional process of vacuum on-load tap-changer is correct according to transitional waveformis mainlyelaborated.

vacuumon-load tap-changer；transitional waveform；transitional process

TM403.4

A

1671-0320（2017）05-0020-03

2017-04-12，

2017-07-02

谢云飞（1983），男，河北邢台人，2011年毕业于华北电力大学高电压与绝缘技术专业，硕士，工程师，从事电气试验、带电检测工作；宋淑红（1988），女，河南安阳人，2011年毕业于山东大学电气工程及其自动化，助理工程师，从事电费会计工作；李雅洁（1972），女，山西长子人，1993年毕业于山西大学计算数学及应用软件产业，高级工程师，从事绝缘监督工作。