变压器有载分接开关切换特性的交直流测试分析

李东风，关为民，杨 斌，解建刚

（国网江苏省电力有限公司检修分公司，江苏 南京 211100）

0 引 言

电力变压器是电网中的重要组成部分。变压器的有载分接开关在变压器中具有关键性的作用。它作为变压器中唯一经常动作的部件，要求其具有稳定的可靠性和安全性，以保证变压器稳定、安全、可靠地运行。因此，需要对变压器的有载分接开关特性进行测试，以保证分接开关的工作状态[1]。

1 变压器有载分接开关切换特性的检测原理

变压器有载分接开关切换特性的测试，主要是保证变压器在工作时不会出现任何问题。有载分接开关预防性试验中，关键测试是对有载分接开关的触头变换程序进行测试。随着变压器分接开关变换次数的不断增加，会引起电弧触头烧毁，进而引起测试波形在不同时间段发生变化。同时，由于现场测试条件不能完全相同，导致现场波形的切换与标准切换的波形不同。

检测变压器的分接开关特性时，需要有载分接开关变换分接位置，才能有效对其进行测试。测试需要满足如下条件：在变换分接过程中不能出现开路，要保证电路中负载电流的连续性；在变换分接电路的过程中不能出现短路，必须保证在同一时刻有2个桥接的分接，以保证负载电流的连续性与有效性；在桥接的电路中，必须要串联相应的电阻来限制电路中的循环电流，保证不会出现分接电路短路现象。

2 变压器有载分接开关切换特性的直流测试

直流试验方法一般主要适用于绕组中性点的变压器测试中，且在中性点抽出的有载分接开关测试时，对于绕组中性点的其他位置处存在有载分接开关或者单相变压器的有载分接开关不能进行测试。直流测试在测试时获得的波形与制造商给出的波形存在很大差距，主要是由于直流测试的原理、技术水平存在差异，无法对测试结果进行正确评论。为了防止分接开关出现事故，设备运行的工作人员需要将存在负载的变压器改为无载的变压器进行测试。部分直流测试波形异常时，往往无法判断分接开关动作特性是否正常。一般以制造商对产品的质量承诺而投入运行，但要根据实际情况确定分接开关的安全、正常运行。由于直流测试技术存在一定的缺陷，对变压器在设计上形成的新技术不能进行有效检测，如电抗式分接开关、真空断路器式分接开关等都无法进行有效的测试。在进行直流测试的过程中，容易出现电路电流归零的现象或者出现锯齿波的现象，主要是因为变压器中的“油膜电阻”或者“开关振颤”等的影响。

3 变压器有载分接开关切换特性的交流测试

交流测试由于不过滤测试的波形，测试波形比较真实。测试过程中可以有效捕捉变压器开关产生的瞬变点，使得波形的解析结果具有唯一性，对变压器的开关特性测试具有真实性。交流测试对变压器的测试要求采样速度较高，采用的数据量较大，如果变压器的开关动作存在微弱缺陷，能从测试波形上显示出来。交流测试对变压器的测试装置要求比较严格，要求能够对l0～500 kV的电压等级进行测试。例如，在对结线为YNd、YNyO的变压器进行有载电压测试时，要求能够在变压器的调压绕组侧进行接线。在三相变压器进行测试，一般不受变压器绕组接线的影响与限制。交流测试的试验方法在对变压器的开关特性进行测试时，一般比较接近于变压器的实际运行状态，测试结果比较接近变压器的真实值。

4 变压器有载分接开关切换特性的交直流测试判断

在传统的变压器开关特性测试中，主要采用直流测试方法。测试过程中获取的波形数据与分接开关制造商提供的参数进行比对，存在一定的差距。但是，在分接开关制造商的实验中，采用交流测试与直流测试存在很大差距，往往会影响变压器的使用效果。为有效解决这种问题，电力研究院通过大量实验制定了《DL/T 265-2012变压器有载开关现场试验导则》的行业标准，为变压器有载分接开关切换特性的交直测试提出了判断依据。直流测试的判定依据如下：第一，分析变压器测试的触头切换程序是否满足直流测试的要求；第二，测试时的切换时间能否满足电力测试燃弧的需求；第三，直流测试的示波图中是否出现了跌零，三相分接开关是否出现开关与闭合不同步的情况。交流测试的判断依据如下：第一，除三相变压器中性点调压外，其他方式的变压器可以采用交流测试法进行测量；第二，交流测试的程序变换波形、电流曲线连续性与圆滑性之间的桥接要求具有规律性的变化，且电流无断流或者无跳跃情况；第三，在直流测试波形出现少量电流跳跃情况时，不能将其作为判断为分接开关存在缺陷，需要结合交流测试的方法对其进行试验、判断[2]。

5 测试分析

在某220 kV变电站2号主变压器中，变压器的型号为SSZ-180000/220，变压器的高压绕组接线组别为YN型，变压器的分接开关采用单分裂方式。为测试变压器的有载开关特性，在具体的变压器有载开关特性测试过程中，可以采用直流或者交流测试的方法。

5.1 直流测试法

结合变压器有载接线的情况，分接方式采用7-6的测试方式（将变压器的开关第7分接位置向第6分接位置转换），具体的测试数据与测试波形图如表1、图1所示。

表1 直流法测试的数据结果

通过测试的波形图可以看出，采用直流测试法，变压器有载测试接入时间满足测试要求，测试过程无明显异常。同样地，在变压器有载分接开关由第7分接位置向第6分接位置转换时，直流法测得的结果明显异常。

5.2 交流测试法

结合变压器有载接线的情况，采用交流测试的方法，分接方式采用7-6的测试方式（将变压器的开关第7分接位置向第6分接位置转换），具体的测试数据与测试的波形图如表2、图2所示。

图1 变压器有载分接开关由分接开关7位置向6位置转换的直流测试波形图

表2 交流法测试的数据结果

图2 变压器有载分接开关由分接开关7位置向6位置转换的交流测试波形图

通过测试的波形图可以看出，采用交流测试法，变压器有载测试接入时间满足测试要求（为20.17 ms），测试过程无明显异常。同样地，在变压器有载分接开关由第7分接位置向第6分接位置转换时，三相不同步的时间为0.32 ms，交流法测得的结果明显异常。

6 结 论

变压器的有载分接开关特性一般工作在高电压、大电流环境中，如果采用直接测试的方法进行测量，出现的示波难度较大，通常需要采用变压器离线测试的方法进行测试，然后在直流低电压、小电流的情况下进行测试。具体的测试过程中，需要结合直流、交流测试的优势，将二者有机结合，以得到良好的效果[3]。