有載分接開(kāi)關(guān)過(guò)渡波形異常分析

耿寧　李飛　劉林　楊靜　楊光　葛鵬

摘要：變有載調(diào)壓變壓器在電力系統(tǒng)中有著很重要的作用，電力系統(tǒng)變壓器大都安裝和使用有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)，但有載分接開(kāi)關(guān)在運(yùn)行中出現(xiàn)許多異常情況，有些甚至引發(fā)事故，本文分析了一起變壓器調(diào)壓開(kāi)關(guān)故障原因及處理過(guò)程，對(duì)調(diào)壓開(kāi)關(guān)其它常見(jiàn)故障進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：變壓器;有載調(diào)壓波形;隨機(jī)性;

0引言

有載調(diào)壓變壓器在電力系統(tǒng)中有著重要作用。隨著有 載分接開(kāi)關(guān)在線運(yùn)行時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，有載分接開(kāi)關(guān)也出現(xiàn) 了許多異常情況，嚴(yán)重威脅主變壓器和電網(wǎng)的安全運(yùn)行。通過(guò)一次故障實(shí)例，來(lái)對(duì)大型電力變壓器有載分接開(kāi)關(guān)故障進(jìn)行分析判斷。

1 檢測(cè)分析

（1）發(fā)現(xiàn)缺陷

電氣試驗(yàn)人員對(duì)某站主變進(jìn)行停電例行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有載分接開(kāi)關(guān)切換波形B、C相斷點(diǎn)較長(zhǎng)，有十幾毫秒電流復(fù)零現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)多次的檔位轉(zhuǎn)換，測(cè)試波形依舊出現(xiàn)復(fù)零，初步懷疑測(cè)試回路存在斷點(diǎn)，如圖1所示，違反《國(guó)家電網(wǎng)公司變電檢測(cè)通用管理規(guī)定》中規(guī)定“10.有載分接開(kāi)關(guān)檢查：10.4切換過(guò)程程序與時(shí)間：無(wú)開(kāi)路現(xiàn)象”。

為了減輕油膜的影響，三相合為一相測(cè)量切換波形，仍然存在波形復(fù)零現(xiàn)象。

（2）直流電阻測(cè)試

為了判斷有載分接開(kāi)關(guān)的故障原因，電氣試驗(yàn)一班進(jìn)行了變壓器直流電阻測(cè)試，測(cè)試結(jié)果三相互差均小于2%，直流電阻測(cè)試數(shù)據(jù)滿足規(guī)程要求，說(shuō)明線圈、主觸頭接觸點(diǎn)、焊接點(diǎn)均運(yùn)行合格。

（3）原因分析

直流電阻測(cè)試數(shù)據(jù)合格的前提下，試驗(yàn)人員對(duì)有載分接開(kāi)關(guān)切換波形出現(xiàn)復(fù)零現(xiàn)象進(jìn)行分析，判斷切換波形異常原因包括：

a.變壓器在運(yùn)行過(guò)程中很少進(jìn)行調(diào)壓操作，開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期運(yùn)行在一個(gè)分接位置，觸頭表面會(huì)形成一層氧化油膜，導(dǎo)致切換波形出現(xiàn)復(fù)零現(xiàn)象;

b.有載分接開(kāi)關(guān)直流波形測(cè)試儀，提供1A的穩(wěn)態(tài)直流電流，所提供的能量難以擊穿油膜，導(dǎo)致切換波形出現(xiàn)復(fù)零現(xiàn)象。

圖2 開(kāi)關(guān)切換波形測(cè)試等效電路

當(dāng)測(cè)試切換波形時(shí)，等效電路如圖3所示，在切換波形進(jìn)入的時(shí)間點(diǎn)上，電路處于零狀態(tài)，因此，流經(jīng)的電流表達(dá)式如下

由于線圈電感L的存在，電流上升速度緩慢，需要一段時(shí)間才可以達(dá)到1A的穩(wěn)態(tài)直流電流值，因此難以擊穿油膜，形成貫通性回路（即使電流達(dá)到測(cè)試儀的1A直流電流值，油膜也未必能夠被擊穿）。

2、處理過(guò)程

為了準(zhǔn)確分析缺陷形成原因，檢修、試驗(yàn)人員共同對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行了解體測(cè)試。首先，將開(kāi)關(guān)芯子吊出油室，如圖3所示，單獨(dú)切換芯體重做開(kāi)關(guān)切換波形，發(fā)現(xiàn)多次試驗(yàn)切換波形正常，未發(fā)現(xiàn)之前試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)的斷點(diǎn)。進(jìn)一步拆開(kāi)弧形板檢查觸頭和軟連接以及相應(yīng)緊固件，也未發(fā)現(xiàn)影響波形復(fù)零的疑似點(diǎn)，因此判斷復(fù)零原因?yàn)橛休d分接開(kāi)關(guān)隨機(jī)性氧化膜和固定性氧化膜。

但是在吊出切換芯體和拆卸弧形板檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)切換開(kāi)關(guān)絕緣件有開(kāi)裂甚至斷裂現(xiàn)象根據(jù)了解的測(cè)試情況和現(xiàn)場(chǎng)檢查的結(jié)果分析：切換開(kāi)關(guān)切換程序本身沒(méi)有問(wèn)題，前面測(cè)試因?yàn)閹ё儔浩骶€圈測(cè)試、開(kāi)關(guān)里的油比較臟、感性干擾等原因?qū)е虑袚Q波形假性斷點(diǎn)，并不意味著切換程序有問(wèn)題，但絕緣板斷裂，開(kāi)裂，短期內(nèi)不會(huì)影響產(chǎn)品切換程序，但會(huì)影響產(chǎn)品的絕緣性能和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的機(jī)械穩(wěn)定，仍舊影響產(chǎn)品正常運(yùn)行的，再綜合該產(chǎn)品已經(jīng)工作了30年，老的備品備件比較難配，更換新開(kāi)關(guān)是最佳選擇。

3.結(jié)論

通過(guò)分析處理有載開(kāi)關(guān)，總結(jié)幾點(diǎn)建議以供參考：

（1）停電試驗(yàn)之前，首先查詢變壓器有載調(diào)壓的自上次檢修后的調(diào)壓次數(shù)，當(dāng)變壓器高壓側(cè)直流電阻異?；蛴休d調(diào)壓波形異常時(shí)，可首先通過(guò)反復(fù)多次對(duì)變壓器有載調(diào)壓裝置的分接開(kāi)關(guān)進(jìn)行反復(fù)切換，打磨接頭處的氧化層，看試驗(yàn)數(shù)據(jù)前后的變化。

（2）有載調(diào)壓裝置的測(cè)試電流較小，對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)行的變壓器，有載調(diào)壓裝置內(nèi)部的油可能會(huì)形成油膜，測(cè)試中可以通過(guò)增加測(cè)試電流的方式（三相合一相，逐相測(cè)試）沖擊油膜。

（3）改進(jìn)有載分接開(kāi)關(guān)測(cè)試裝置，增大測(cè)試裝置容量，提高直流穩(wěn)態(tài)電流值。

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