变压器有载调压开关热缺陷故障的处理

许忠宝

（中油电能供电公司电力设备修试中心，黑龙江 大庆 163453）

0 引 言

如果电力设备产生运行故障，多会存在发热现象。运行温度的提升会使得绝缘材料性能下降，严重时会引发火灾等事故，直接威胁到工作人员的生命安全，电力系统的正常运行也会受到影响。运行维护人员可以对电力设备的运行温度进行监测，当出现热缺陷事故时可以及时进行修理，避免事故范围扩大而产生大面积停电。随着电力设备检测设备性能的不断提升，可以对热缺陷故障采用红外热成像技术，更加准确对变压器有载调压开关故障进行分析。

1 变压器有载调压开关原理

变压器输出侧电压会受到进线侧电压、用电负载变化的影响。如果没有采取有效的调压控制措施，会使得输电线路末端电压产生较大的波动。输出侧负载的波动会影响电压质量，如果变压器容量保持不变，负载较小时的变压器输出侧电压就会偏高。而如果负载变大，输出侧电压就会偏低，严重时会导致大范围停电。采用有载自动调压变压器，可以在负载条件下采用分接头开关进行调整，从而保证变压器输出质量。分接头的数量较多，可对较大的范围进行调整，需要按着最大、最小负载来选择最为合适的分接头，可以减小输出侧电压的改变幅度。有载调压开关是对变压器内部绕组匝数比进行调整，来实现对变压器输出电压控制。与无载调压方式进行比较，有载调压过程不用把变压器供电侧断开，可以在负载条件下对输出电压进行调整。

2 变压器有载调压开关热缺陷故障检查和处理

在对某变电站进行日常巡查时，采用红外热成像技术对主变压器有载调压开关法兰温度进行检测，发现法兰盘发热温度为85 ℃。瓦斯气体继电器内没有气体，与变电站调度人员进行联系，查看能否对有载调压开关档位进行切换，尝试采用档位磨合方式来对开关发热情况进行改进，并识别开关热缺陷的具体部位。通过对开关档位的切换测试发现，每个档位都可以正常切换，发热问题也没有得到任何改善[1]。采用红外热成像仪来对不同规格型号的主变压器同样负载位置进行监测发现，在正常条件下，主变压器有载调压法兰温度高达52.6 ℃。

可以确定该发热故障是由于主变压器有载调压开关分接头触点接触不良而导致的。与调度人员联系对主变压器采取负载转移控制，然后停电进行吊检，经过全面检查发现，有载调压开关档位切换触点存在接触不良问题，表面存在烧痕，镀银表面有着严重的破损。对接触部位表面进行打磨，再对夹紧力和磨损程度进行检测，达到合格标准后安装回原来位置再检测运行温度，发现运行温度达到正常标准。

3 有载调压开关故障分析

初步地对故障进行识别判断，对负载进行有效控制，进行停电检查和送电复核，并对变压器有载调压开关进行吊芯检查。变压器有载调压开关在进行档位切换时，会存在轻微电弧，高温电弧会使触头部位的镀银层形成一定程度的碳化，绝缘油会出现变质现象。变电站供电区域用电负载会产生较大的波动，需要经常性对有载调压开关进行控制，由于操作比较频繁会使得动、静触点表面产生接触不良问题，由于接触电阻变大而产生发热现象。引起该电气故障的原因主要有如下4个方面。（1）动、静触点夹紧力达不到要求，夹紧弹簧存在疲软现象，复位弹簧施加的作用力在发热条件下产生疲软，从而使触点产生松动。（2）紧固件产生松动，或者在开关档位切换时由于机械振动而脱扣，使得控制档位切换过程中存在电弧[2]。（3）接触部位的镀银层厚度达不到要求，不具备足够的硬度，在有载调压开关档位切换时产生磨损，使得触头导电性能不够，从而使触点不断碳化。（4）主变压器有载调压开关触点衔接间隙过大，在档位切换时产生电弧。

4 变压器有载调压开关热缺陷故障解决措施

4.1 提高运行维护人员的技术能力，推广应用红外热成像监测仪器

与传统的红外点温枪相比，红外热成像仪器可以更为直观和准确地检测到电力设备的运行温度，温度测量不容易产生错误和漏测问题；可以实现远距离温度监测，具有很好的电磁抗干扰能力；可以对电力设备进行多角度的拍摄，更为直观有效了解热缺陷。但要求电力设备运行维护人员具备较高的技术能力，懂得电力设备的内部结构，拥有丰富的电力设备运行温度检测经验。

4.2 定期开展电力设备巡视检查，对重点电力设备进行关注

需要做好电力设备的巡视检查工作，确定最为合理的巡视周期。运行维护人员需要对电力设备运行状态参数进行准确、详细地记录，对容易发热的部位需要有针对性地进行关注，还需要做好运行电流、电压和档位等参数记录，然后与上次巡视检查数据进行比较。针对一些老旧的、关键的、新投入应用和技术改造后的电力设备进行重点巡视，及时发现运行异常的电力设备，根据变电站的实际情况合理增加巡视检查频次。

4.3 做好老旧设备的技术改造，必要时做好有载调压设备的吊检工作

变压器有载调压开关触头部位在进行档位切换时，必然会存在一定程度的磨损，需要定期做好触头接触状态的检测工作。如果存在异常运行温度情况，需进行吊检和维修，从而提高变电站主变压器可靠性。针对操作频次超过每年1.5次的有载调压开关，或者环境温度产生较大改变的区域，应该安装在线滤油处理设备[3]。应用该装置可以及时滤除掉机械磨损形成的颗粒物质，有效地提升有载调压开关使用年限。对一些超过电力设备设计使用年限或者老旧的设备，需要进行换新。

4.4 重视油气组分、回路电阻等数据

变压器有载调压开关中的绝缘油，与变压器内部的绝缘油有较大的差别。根据变压器输出电压和负载情况，需要经常性地切换开关档位，在高温电弧的作用下会使绝缘油变质。需要定期对有载调压开关绝缘油中的组分进行检测，检查油气组分是否达到合格标准，并参考开关控制档位分接头电阻数值，对有载调压开关运行情况进行识别和判断，制定出科学合理的电站变压器运行维护制度。

4.5 做好电力设备投产之前状态检查

电力设备运行维护人员需要获取到变压器有载调压开关日常使用记录和运行维护信息，把使用和故障维修情况反映给有载调压生产企业的工程人员。在对变压器进行监造时，需要对有载调压开关触点镀银层厚度、夹紧力等生产数据进行分析，并结合使用过程中运行维护经验，提出合理的设计意见，从而进一步减少有载调压开关故障率[4]。

4.6 及时发现电力设备运行问题，做好风险预控

在对电力设备进行运行维护时，如果发现有载调压开关存在热缺陷故障，可以考虑把该变压器承担的负载进行转移。维修人员需要与电力调度人员做好沟通，协调好负荷转移控制工作，减少由于有载调压开关热缺陷而导致的大面积停电。如果满足安全供电条件[5]，需要对分接触点进行多次地磨合处理，尝试减缓开关发热问题。需注意，如果开关动作执行机构的运行温度太高，在进行切换进程中会使部件温度上升，需要停电来进行检修。

4.7 正确设置运行数据，保证有载调压开关的稳定运行

为了保证变压器的稳定运行，需要正确设置开关控制参数。有载调压开关的档位调整，需要先获取到采样电压数值，然后与设置的基准控制电压值进行对比，接着对驱动电机发出升压和降压控制命令，控制好电机动行方向和旋转的角度。需要在调压控制之前，把基准电压、上下限数值、过电压、补偿电阻等参数设置好。控制参数设置的是否合理，决定着变压器输出侧电压质量。尤其是基准电压数值，应该符合用电设备的电压要求。在实际使用过程中，还需要考虑到压降、采样误差等多种影响因素，实现对有载调压开关的有效控制，避免生产热缺陷故障。

5 结 论

有载调压开关是变压器内重要的控制部件，无法有效地获取到运行工况，采用原来的巡视检查办法，只能通过有载调压开关瓦斯继电器来对内部运行状态进行识别，本文提出的热成像检测技术、热缺陷故障解决措施可以有效处理调压开关热缺陷故障。