變壓器有載分接開關(guān)瓦斯報(bào)警問(wèn)題分析

吳健

（國(guó)網(wǎng)鄂州供電公司，湖北 鄂州 436000）

變壓器有載分接開關(guān)瓦斯報(bào)警問(wèn)題分析

吳健

（國(guó)網(wǎng)鄂州供電公司，湖北 鄂州 436000）

本文分析了變壓器有載分接開關(guān)頻繁瓦斯報(bào)警的原因，結(jié)合220kV郎家畈變電站2#主變、110kV旭光變電站2#主變有載分接開關(guān)的輕瓦斯頻繁動(dòng)作實(shí)例，進(jìn)行深入分析與研究，并提出相應(yīng)的處理方法。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，文中所采取的方法消除了存在的缺陷，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。

變壓器；有載分接開關(guān)；瓦斯報(bào)警

變壓器是電力系統(tǒng)極為重要的電氣主設(shè)備，其運(yùn)行是否穩(wěn)定直接影響到系統(tǒng)供電可靠性，有載分接開關(guān)作為變壓器的重要組件之一，在變壓器的運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮著不可或缺的作用，它能根據(jù)供電需要適時(shí)進(jìn)行檔位調(diào)節(jié)控制輸出電壓的高低［1］。隨著客戶對(duì)電網(wǎng)供電質(zhì)量要求日趨升高，有載開關(guān)的調(diào)節(jié)也愈加頻繁，有載開關(guān)的頻繁動(dòng)作使其故障發(fā)生比率要高于變壓器其他組件，一旦有載開關(guān)發(fā)生故障不能正常調(diào)檔，將會(huì)直接影響到變壓器正常運(yùn)行，需及時(shí)進(jìn)行處理［2］。

近期，鄂州市220kV郎家畈變電站2#主變、110kV旭光變電站2#主變有載分接開關(guān)輕瓦斯頻繁動(dòng)作。經(jīng)檢查，兩臺(tái)分接開關(guān)都已加裝在線濾油裝置，對(duì)其進(jìn)行多次吊芯檢查也未發(fā)現(xiàn)明顯故障，過(guò)渡電阻與過(guò)渡時(shí)間均符合要求。但絕緣油耐壓值已低于35kV，低于標(biāo)準(zhǔn)值。對(duì)此，本文結(jié)合對(duì)這兩起故障的檢修過(guò)程，對(duì)變壓器有載分解開關(guān)頻繁報(bào)警的問(wèn)題作進(jìn)一步分析與研究。

1　有載分接開關(guān)的產(chǎn)氣機(jī)理

有載分接開關(guān)主要有兩種類型：一種是復(fù)合式分接開關(guān)；一種是組合式分接開關(guān)。復(fù)合式分接開關(guān)一般用于電流不大、電壓不高的變壓器，其切換開關(guān)與選擇觸頭合二為一，直接在各個(gè)分接頭上轉(zhuǎn)換［3］；組合式分接開關(guān)適用于大容量、高電壓有載變壓器調(diào)壓，專門由切換開關(guān)完成切換電流的任務(wù)。常用的切換開關(guān)與選擇開關(guān)分別如圖1、圖2所示。

正常情況下，有載分接開關(guān)是帶負(fù)載變換變壓器的分接，以達(dá)到調(diào)節(jié)電壓目的。開關(guān)在切換過(guò)程中，由于負(fù)載電流的存在，切換開關(guān)在操作過(guò)程中在主弧觸頭和過(guò)渡觸頭上形成小電弧，產(chǎn)生一定量的氣體。每切換一次就有一定量的氣體產(chǎn)生，有一部分氣體通過(guò)連管進(jìn)入氣體繼電器、儲(chǔ)油柜，經(jīng)過(guò)呼吸器排入大氣；另一部分存在于開關(guān)內(nèi)或氣體繼電器內(nèi)。當(dāng)產(chǎn)生的氣體與排出氣體達(dá)到平衡，聚集在氣體繼電器內(nèi)的氣體容積又小于繼電器整定值時(shí)，輕瓦斯保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。但隨著有載分接開關(guān)的不斷切換，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)氣體繼電器內(nèi)氣體大于整定值（通常為250～300mL），使氣體繼電器的信號(hào)接點(diǎn)接通，發(fā)生輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作，如不排出故障，便會(huì)出現(xiàn)瓦斯保護(hù)的頻繁誤動(dòng)作。

圖1　切換開關(guān)

圖2　選擇開關(guān)

2　瓦斯報(bào)警的原因分析

2.1切換開關(guān)筒存在雜質(zhì)

開關(guān)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的頻繁切換后，切換筒內(nèi)可能出現(xiàn)碳化物等雜質(zhì)。雜質(zhì)的存在，會(huì)導(dǎo)致開關(guān)切換時(shí)產(chǎn)生的氣體增大，引發(fā)瓦斯動(dòng)作。另外，檢修人員在切換開關(guān)吊裝過(guò)程中，人為疏忽可能使切換筒沒(méi)有清潔干凈，遺留少量雜質(zhì)，也會(huì)使開關(guān)切換時(shí)氣體增多。對(duì)此，檢修人員打開分接開關(guān)的后蓋，檢查吊出芯子，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何雜質(zhì)物，絕緣筒也未發(fā)生變形，其實(shí)物圖如圖3所示。

2.2分接開關(guān)內(nèi)存在水分

由于工藝原因，有時(shí)分接開關(guān)儲(chǔ)油柜頂部會(huì)出現(xiàn)密封不良的現(xiàn)象，容易進(jìn)水。水的存在會(huì)嚴(yán)重影響到油室內(nèi)絕緣油的油質(zhì)，使絕緣強(qiáng)度下降，游離碳增多，導(dǎo)致生成的氣體量驟然增多。對(duì)此，檢修人員在拆解分接開關(guān)時(shí)對(duì)是否含有水分進(jìn)行了檢查，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)水分，表明瓦斯動(dòng)作不是由于進(jìn)水引起的。

圖3　絕緣筒實(shí)物圖

2.3切換開關(guān)物理特性發(fā)生變化

吊起切換開關(guān)，對(duì)切換開關(guān)進(jìn)行物理特性檢查?？梢园l(fā)現(xiàn)：①機(jī)構(gòu)的主彈簧壓力正常、動(dòng)作靈活；②切換開關(guān)的主觸頭、弧觸頭均無(wú)過(guò)熱和明顯燒傷的痕跡，各軟連接線、接頭無(wú)過(guò)熱現(xiàn)象；③過(guò)渡波形、過(guò)渡電阻的電阻值與過(guò)渡時(shí)間均正常，所測(cè)結(jié)果如圖4與圖5所示。④扇形板及其他結(jié)構(gòu)件無(wú)破損、無(wú)裂紋且無(wú)變形。

圖4　過(guò)渡波形

圖5　過(guò)渡電阻與過(guò)渡時(shí)間

由此表明，切換開關(guān)的本體性能良好，不是造成絕緣油內(nèi)氣體超標(biāo)的原因。

2.4呼吸系統(tǒng)不暢通

呼吸器作為變壓器內(nèi)外部壓力平衡的主要部件，當(dāng)變壓器油的體積隨著油的溫度膨脹或縮小時(shí)，儲(chǔ)油柜內(nèi)的空氣隨變壓器的體積膨脹或縮小，排出或吸入的空氣經(jīng)過(guò)呼吸器，實(shí)現(xiàn)變壓器內(nèi)外部壓力的平衡。

經(jīng)過(guò)對(duì)郎家畈變電站分接開關(guān)本體和輔助系統(tǒng)進(jìn)行檢查與試驗(yàn)，呼吸器存在嚴(yán)重受潮，形成的負(fù)壓使絕緣油倒吸進(jìn)硅膠內(nèi)，導(dǎo)致呼吸器呼吸不暢，運(yùn)行中產(chǎn)生的氣體不能與外界平衡，聚集在有載瓦斯繼電器內(nèi)，如圖6所示。

圖6　有載分接開關(guān)呼吸器

打開下步玻璃油杯進(jìn)行多次檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)廠家的設(shè)計(jì)存在較大缺陷，即：擰緊下部注油油杯后，密封墊圈會(huì)造成呼吸器下沿的排氣孔發(fā)生堵塞，使呼吸器不能自主呼吸，此時(shí)，切換開關(guān)內(nèi)部氣體大量聚集，超過(guò)整定值致使瓦斯頻繁動(dòng)作發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

對(duì)此，檢修人員對(duì)密封墊圈進(jìn)行更換，將原有的寬面方形墊圈更換為圓形小密封墊圈，從而保證排氣孔保持通暢。將改進(jìn)后的墊圈用于郎家畈變電站2#主變呼吸器，對(duì)其進(jìn)行油耐壓試驗(yàn)，升壓數(shù)值＞40kV，切換開關(guān)運(yùn)行正常。

2.5安裝管路不符合要示

針對(duì)110kV旭光變2#主變耐壓不合格，頻繁發(fā)出瓦斯報(bào)警信號(hào)的問(wèn)題，對(duì)其做油化試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)CO、CO2嚴(yán)重超標(biāo)，吊芯檢查發(fā)現(xiàn)切換開關(guān)絕緣筒內(nèi)油質(zhì)發(fā)黑，存在黑色絮狀物，分接開關(guān)本體檢查未發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)在對(duì)油枕管路改造過(guò)程中，更換了較大管徑的鋼管并對(duì)法蘭做了重新焊接。但由于法蘭的焊接工藝不良，壓接面小，導(dǎo)致原來(lái)密封圈內(nèi)徑遠(yuǎn)小于新的法蘭尺寸，使得大部分密封墊暴露在絕緣油中。在高溫環(huán)境下，密封墊逐漸腐化，產(chǎn)生絮狀物，并伴隨產(chǎn)生大量氣體，引發(fā)瓦斯動(dòng)作。

對(duì)此，所采取的措施是對(duì)密封墊重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，保持與法蘭尺寸相吻合，并增加管道坡度，使氣體更易排出。經(jīng)過(guò)加工、安裝與調(diào)試，排除了故障，設(shè)備運(yùn)行良好，如圖7所示。

圖7　安裝好的管路

3　結(jié)語(yǔ)

對(duì)220kV郎家畈變電站2#主變、110kV旭光變電站2#主變有載分接開關(guān)處理投運(yùn)6個(gè)月以來(lái)，未出現(xiàn)有載輕瓦斯報(bào)警信號(hào)，表明文中所做的檢修改造方法是正確的，符合實(shí)際應(yīng)用要求。

有載分接開關(guān)輕瓦斯保護(hù)頻繁動(dòng)作原因很多，并且相互關(guān)聯(lián)，具有隱蔽強(qiáng)、尋找原因難度較大等特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)有載分接開關(guān)安裝、檢修、運(yùn)行環(huán)境變化等諸多原因綜合分析，找出真正原因，進(jìn)行針對(duì)性處理。需要注意的是，有時(shí)設(shè)備內(nèi)并不存在故障，而由于其他原因，在油中也會(huì)出現(xiàn)特征氣體，要正確區(qū)分這些可能引起誤判斷的氣體來(lái)源。此外，還應(yīng)注意分接開關(guān)的油過(guò)濾系統(tǒng)故障引起氣體進(jìn)入到分接開關(guān)油室的油中，因此，在主變投入運(yùn)行前，應(yīng)將油過(guò)濾系統(tǒng)充分工作一段時(shí)間，徹底排出可能存在的氣體，從而避免不必要的瓦斯動(dòng)作。

［1］張德明.變壓器分接開關(guān)選型與使用［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2006.

［2］嚴(yán)勇，程燕云.變壓器有載分接開關(guān)的輕瓦斯告警［J］.農(nóng)村電氣化，2014（1）：32.

［3］張德明.有載分接開關(guān)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀及其發(fā)展動(dòng)向［J］.變壓器，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

吳?。?977.11-），男，本科，高級(jí)技師，研究方向：變電一、二設(shè)備狀態(tài)檢修及隱形故障的排查處理。