变压器有载调压开关交流测试技术

1、变压器有载分接开关交流测试技术田景武 梁之林(吉林省电力有限公司电力科学研究院 吉林 长春 130021)摘 要：对供电系统有载电力变压器分接开关带绕组动作特性直流测试波形异常原因进行分析，阐述了直流测试产生电流弹跳断续、不能反映开关正常切换过程等现象的原因，介绍了变压器有载调压分接开关交流测试技术现场应用情况。关键词：电力变压器；有载分接开关；触头；绕组；测试；波形 随着电网的发展和供电电能质量标准的要求和考核，电网内有载调压变压器越来越多，变压器有载调压开关事故也越来越多。据东北电网统计，1981年至2000年20年中，大型电力变压器有载调压分接开关故障导致的变压器事故占变压器事故的8.6

2、2%，有的事故后果比较严重，如河南某220kv变电站所用变有载调压装置验收切换档位时发生爆炸，全站失压，6名人员被烧伤。国家电网公司将变压器有载分接开关事故列入了防止重大事故电力设备事故的内容之一。1 有载分接开关交换程序出厂试验生产企业有载分接开关出厂一般采用裸开关试验方法，测量分接开关的交换程序。测试电气原理结线图如图1。(a) 交流检示电路 (b) 典型波形示意图 图1 双电阻过渡旗循环法切换开关交流检示电路及典型示波图t1单电阻工作时程(前半桥) t2双电阻工程时程(桥接)t3单电阻工作时程(后半桥)图2 分接开关出厂试验标准波形提供用户共比对使用的波形如图2。变压器生产厂、变压器现场

3、安装、运行后的试验与出厂试验条件不同，即使分接开关安装或大修时由变压器中吊出，一部分触头接点也联接于变压器绕组上，无法测试开关全部全部触头的接触、动作过程中的联接情况。变压器生产厂、变压器安装后和运行中试验以带变压器绕组测试分接开关动作特性为宜。2 变压器有载分接开关安装后试验图3 分接开关现场带绕组直流测试波形1变压器生产厂、现场安装、运行后，目前国内一般使用直流带绕组测试变压器有载分接开关动作特性，测试的内容包括：过渡电阻测量、切换程序测量、三相不同步时间测试，测试获得的波形的数据与分接开关出厂试验数据进行比对。变压器有载分接开关动作特性直流带绕组测试存在以下问题：1. 被测变压器受调压绕

4、组结线形式限制。直流测试图4 分接开关现场带绕组直流测试波形1只适用于调压绕组yn结线的变压器测试。2. 测试过程受分接开关触头接触电阻影响，与分接开关出厂测试波形比对波形变异较大，经常发生分接开关动作特性不能可靠结论和不同技术人员结论不一致，有的波形测试人中无法给出结论，影响设备正常投入运行。图3、图4是两台变压器有载分接开关带绕组直流测试获取的波形，测试人员不能结论变压器分接开关交换程序状态，经交流测试确认分接开关交换程序正常，变压器投入运行。3. 对分接开关直流带绕组测试波形严重异常，交换程序无法判定的状态的变压器，试验单位为保证变压器安全运行，要求改为无载调压变压器运行。4. 对于直流

5、测试波形异常的分接开关，多以分接开关生产厂质量承诺的方式投入运行，给安装、检测、产品生产单位工作带来一定麻烦和不必要的成本支出。5. 测试所获得的波形解析性不是唯一的，所出具的结论来为各国工程技术界认同。6. 由于对直流带绕组测试变压器有载分接开关动作特性效果及结论的争议较大，有的检测单位甚至拒绝使用直流方法测试。3 变压器有载分接开关交流测试技术为检验分接开关安装质量，准确判定变压器有载分接开关准动作特性，降低变压器分接开关事故，排除由于测试技术上不适应对无缺陷分接开关的误判断，科研部门投入一定力量研发变压器有载分接开关动作特性带绕组交流测试技术。3.1 带绕组交流测试分接开关动作特性，有以

6、下优势：1. 模拟变压器的运行状态测试，能可靠发现分接开关动作过程存在的缺陷。2. 可对调压绕组不同结线的变压器进行分接开关测试，填补变压器有载分接开关测试的空白区域。图5 分接开关触头接触不良的交流测试波形 图6 分接开关触头接触正常的交流测试波形3. 交流测试结线方式灵活多样，当被测分接开关交换程序出现异常后，可使用任意电压、电流进行测试，对缺陷性质进行确认性试验，不会发生误判断。4. 排除分接开关直流测试中所出现的电流非缺陷原因所造成的断续，区分由于过渡电阻、开关触头引线接触不良所形成的电流跳跃，直接反应分接开关动作过程的技术特性。实践证明，分接开关在切换过程中，虽然动、静触头间高速相对

7、运动，但接触良好，特别是在高电压下，某些低电压直流试验所表现的分接开关测试波形变异不是开关缺陷。如图5、图6为使用80v交流电压试验获取的同生产厂不同分接开关交流测试波形，两台开关交换程序均正常，但图5所对应的分接开关虽然经过多个循环操作，分接开关的主触头、过渡触头仍表现出接触不良。5. 交流测试不仅能准确判定分接开关交换程序，而且能对分接开关切换过程中的各触头接触情况作出判断。6. 分接开关交流测试所获得的波形解析结论唯一，可作为作分接开关动作特性终裁式试验，为各国工程技术界所认同。3.2 国内变压器有载分接开关交流测试技术的研究情况图7 分接开关动作特性交流测试装置变压器有载分接开关现场测

8、试是一个困挠供电系统多年的棘手问题，由于现场试验需要与科研之间信息沟通不够，以及变压器分接开关交流测试技术研发，特别是应用现场试验技术难度比较大，国内科研单位投入的研发资金和力量较小。吉林省电力科学研究院经过2年多的研发，成功研制出变压器有载分接开关交流测试装置(见图7)，并通过了省级专家鉴定，获吉林省电力有限公司2008年科技进步一等奖，在生产实践中解决了很多疑难问题。图8为吉林省220kv某变电站主变大修后分接开关带绕组三相交流测试波形图及分析。该装置在研发设计中，以现场试验需要为前提，将现代计算机技术、传感技术、交流高压试验理论结合在一起，在单相220v工作电源输入标准三相试验电源输出、

9、基础量自动获取和比较、高电压单相试验及零序大电流测试接口、人机界面友好交流、后台分析软件等多方面创新，以较高起点实现变压器有载分接开关动作特性带绕组交流测试技术现场应用，将对国内外变压器有载分接开关动作特性测试产生重要影响。图8 220kv变压器大修后m型分接开关动作特性交流测试波形3.3 变压器有载分接开关交流测试技术应用3.1 由于吉林省电力科学研究院研发变压器有载开关交流测试技术是基于现场实践普遍遇到问题，在研制过程中即应安装、试验单位要求进行变压器分接开关现场测试中疑难问题诊断性试验。一年中，先后判定多台变压器生产待出厂变压器、新安装变压器、变压器大修后分接开关试验等所遇到的直流测试不

10、能结论的问题，发现和结论变压器缺陷性。被检测的变压器包括了三相yn结线、y结线、单相、消弧线圈等各种变压器类设备，均取得理想效果。3.2 通过交、直流分接开关测试波形比较，证明无缺陷分接开关切换过程中不会出现电流的断续和跳跃，分接开关切换过程中触头冲击不会使导电回路发生接触不良。3.3 保证分接开关安全切换的核心是切换全过程没有电流断续现象，交流测试可以准确反映分接开关切换过程中电流是否连续。4 结束语变压器有载分接开关交流测试技术作为一种检测新技术应用于实践，澄清和解决了多年来在分接开关测试工作中的模糊认识和不能结论的问题。随着变压器有载分接开关交流测试技术的研究和发展，将更为准确的检验分接开关动作特性，为国家、行业标准完善提供技术支撑。作者简介：田景武(1954-)，男，吉林电力学院电机系毕业，高