浅析电力变压器有载分接开关的故障及预防措施

1、 浅析电力变压器有载分接开关的故障及预防措施 摘要：近年来，随着我国对电网质量以及供电可靠性要求的不断提升，电力系统的变压器更多使用带负载改变电压输出及调节无功潮流功能的有载分接开关。有载分接开关在改变分接位置时既要求保证负载电流的连续性又要保证切换开关或选择开关具有良好的断弧性能。随着负荷的变化有载分接开关频繁调挡，长期的大电流通断及机械结构的动作，使有载分接开关的机械性能、绝缘性能、力学性能都受到严苛的考验。鉴于此，本文就电力变压器有载分接开关的故障及预防措施展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。关键词：变压器；有载分接开关；故障；检修与维护1.概述变压器作为变电设备的核心，通过电磁感应原

2、理实现电能传递，改变电压电流，提供满足生产生活中所须的合格电能。有载调压分接开关能在变压器励磁状态下变换分接位置，通过改变高压绕组有效匝数调整电压比，从而实现有载调压的目的，相对频繁的操作使其故障概率较高，在电网设备运行故障统计中，变压器本体故障率并不高，分接开关引发的故障占到变压器故障率的50%以上。2.变压器有载分接开关运行状态及故障特征分析变压器有载分接开关主要包括分接选择器、切换开关和驱动机构3部分，其工作原理为：为了使不同的电压等级之间进行变换，可以通过变压器调节一次和二次侧线圈匝数，但是变压器的高压线圈在低压线圈外围，为方便连接线圈，连接分接开关与变压器接头，改变变压器接入的有效匝

3、数，调节变压器的二次侧电压。有载分接开关可以根据各部件之间的碰撞产生振动信号，以此反映有载分接开关的运行状态1。3.常见问题、测试方法及其预防措施3.1紧固件松脱或变形有载分接开关的分接头变化是由快速机构通过储能释放的方式驱动动静触头的闭合。这一过程中的猛烈撞击会使整个开关产生振动。某些设计上的不合理（如应力过于集中）、使用了不合规的紧固件或者安装工艺不到位（止退垫片未翘起锁死）就会在机械振动下开始松动、变形甚至脱落。一旦发生松动变形，就会在分接开关内引起局部过热、放电。某变压器由于辖区内用户用电量增加，长期使用负荷达80%。近期有载分接开关动作频仍，可达一日100余次，同时在线滤油装置也频繁

4、启动。三个月后，运行人员将有载分接开关每日限制在5次切换。某日凌晨，重瓦斯突然动作，主变跳闸。检修人员检查后发现其他电气试验均合格，只有直阻数据混乱无规律，本体油样合格，分接油样特征气体严重超标，据此判定有载分接开关有电弧放电2。预防措施：（1）加强安装和检修工艺的把关，选取合格的固定螺栓和螺母，采用放松退锁死措施（如将垫片翘角固定）。（2）选用改进的笼式结构，减少结构变形产生的应力。（3）采用新型高强度高刚度的材料，提高有载分接开关的可靠性。对有载分接开关动作次数进行统计，建立档案，适当缩短动作频繁的分接开关大修间隔。3.2分接开关油室密封失效有载分接开关由于需要带负载切换，切换过程中电弧不

5、可避免，这会使变压器油分解变质，为了不污染变压器其他部分的油质，分接开关安装在单独的绝缘筒里，本体绝缘油与开关绝缘油各自独立。分接开关油室渗油主要是密封件失效和筒体破裂引起。分接开关绝缘筒顶部密封圈尺寸不对（偏大或偏小），安装工艺不佳使密封圈受力不平衡，转轴密封圈老化都会造成渗油。此时油箱与外界连通，油中水含量升高，严重时可通过分接开关储油柜油位异常升高或降低至变压器储油柜油位来发现。分接开关绝缘筒内壁的分接引线螺栓、底部放油螺栓或油箱壁破裂，使分接开关油室的绝缘油与主变本体绝缘油相通，往往导致本体绝缘油色谱分析中氢（h2），乙炔（c2h2）和总烃含量超标3。预防措施：（1）在各密封处采用合适

6、尺寸和适当材料的密封圈。（2）在给分接开关油箱注油前逐一拧紧各紧固螺栓，仔细检查油箱壁，观察有无渗漏点。（3）注意安装工艺，防止绝缘筒因受力不均产生裂纹。3.3电气故障有载分接开关的电气故障主要发生在各切换开关和选择器的触头及过渡电路的过渡电阻上。切换操作既伴随着电流的转移又有机械的冲击。触头是直接承载电流的部位，其上通过的电流很大，电弧带来的高热与烧灼，机械切合带来的磨损和变形，使触头成为最容易损坏的部分。另外绝缘油在电弧下的分解产物在高热下附着在触头表面，形成氧化膜，也容易造成触头接触不良。触头表面接触电阻变大，导电性能下降，热效应增强，加剧了触头的热蚀及触头弹簧的变形，导电性能进一步下降

7、，恶性循环，直至有载分接开关的绝缘失效。过渡电阻在切换过程中既承担着负载电流的桥联作用，保证负载电流的连续性；又限制分接线段的循环电流，防止极间短路4。预防措施：（1）直流电阻测试可以比较明显的表征触点导电性能的良好与否。加强对直阻测试数据的比对和分析，可以及时发现触点接触不良的异常。（2）在小修时增加切换波形试验，可以观察过渡电阻阻值变化及通断情况。（3）分接开关检修时，一定要检查分接开关载流触头接触压力及接触是否良好，检查过渡电阻外观及阻值，将各紧固件逐一拧紧。4.运行注意事项及预防措施4.1重视设备品控管理设备监造过程中应对变压器的产品细节和组装工艺重点监督，如本次事故中的转换开关动触头

8、锉修情况等，存在的设计缺陷和质量问题应及时和制造厂沟通消除。4.2加强设备巡视维护日常巡视中检查分接开关指示器与电动操作机构位置指示及计数器正确，油位、油色正常、无渗漏，吸湿器干燥剂无受潮变色，操作机构箱内部清洁、密封良好，操作次数达到规定（一般为5000次）应及时上报安排检修。结合主变停电机会重点检查：机构箱内各密封点和面是否有渗漏；清除电动机构灰尘和杂物；降压、升压逐级调挡是否正确；紧急停止能否可靠动作；1挡和n挡电气限位是否正常；保护电路是否正常；远方就地转换是否正常5。4.3有针对性的关注有载分接开关油品变压器常规油样化验目的是保证变压器油本身的绝缘，对乙炔、氢气这两个参数比较重视，油

9、色谱分析主要是针对油分解气体（包括h2、co、co2、ch4、c2h4、c2h6、c2h2、总烃）含量，因为这些杂质会降低变压器油的绝缘性能。而硫化物本身不会影响油的绝缘性能，所以在油样化验和分析中不作要求，但实际运行中硫化物污染金属部件尤其是镀银触头，造成接触电阻增大形成放电点过热而损坏，所以要加强油样检测，加装在线滤油装置，每隔半年至一年或分接开关变换次数达到20004000次时应至少进行一次油样检查并增加硫化物含量分析。结语有载分接开关的故障原因复杂多变，发生在不同部位的异常可能导致同样的故障现象。为了提高维护的专业性、有效性，需要运维、试验及检修各专业人员密切配合，加强员工的专业技能培训，通过及早发现事故隐患，应修尽修，建立开关健康档案等，确保有载分接开关的安全可靠运行。参考文献：1张计英.电力变压器的强制分流措施研究j.变压器，2019，56(03):11-13.2雷园园，赵林杰，彭在兴，鲍连伟，杨家辉，张曦，李锐海.换流变压器有载分接开关切换过程仿真及选型技术j.南方电网技术，2018，12(07):14-19.3孟宝，张涛.一起运行中电力变压器有载分接开关缺陷的分析与处理j.电世界，